gevent

Python通过yield提供了对协程的基本支持，但是不完全。而第三方的gevent为Python提供了比较完善的协程支持。

gevent是第三方库，通过greenlet实现协程，其基本思想是：

当一个greenlet遇到IO操作时，比如访问网络，就自动切换到其他的greenlet，等到IO操作完成，再在适当的时候切换回来继续执行。由于IO操作非常耗时，经常使程序处于等待状态，有了gevent为我们自动切换协程，就保证总有greenlet在运行，而不是等待IO。

由于切换是在IO操作时自动完成，所以gevent需要修改Python自带的一些标准库，这一过程在启动时通过monkey patch完成：

  1. from gevent import monkey; monkey.patch_socket()
  2. import gevent
  4. def f(n):
  5.     for i in range(n):
  6.         print gevent.getcurrent(), i
  8. g1 = gevent.spawn(f, 5)
  9. g2 = gevent.spawn(f, 5)
  10. g3 = gevent.spawn(f, 5)
  11. g1.join()
  12. g2.join()
  13. g3.join()

运行结果：

  1. <Greenlet at 0x10e49f550: f(5)> 0
  2. <Greenlet at 0x10e49f550: f(5)> 1
  3. <Greenlet at 0x10e49f550: f(5)> 2
  4. <Greenlet at 0x10e49f550: f(5)> 3
  5. <Greenlet at 0x10e49f550: f(5)> 4
  6. <Greenlet at 0x10e49f910: f(5)> 0
  7. <Greenlet at 0x10e49f910: f(5)> 1
  8. <Greenlet at 0x10e49f910: f(5)> 2
  9. <Greenlet at 0x10e49f910: f(5)> 3
  10. <Greenlet at 0x10e49f910: f(5)> 4
  11. <Greenlet at 0x10e49f4b0: f(5)> 0
  12. <Greenlet at 0x10e49f4b0: f(5)> 1
  13. <Greenlet at 0x10e49f4b0: f(5)> 2
  14. <Greenlet at 0x10e49f4b0: f(5)> 3
  15. <Greenlet at 0x10e49f4b0: f(5)> 4

可以看到，3个greenlet是依次运行而不是交替运行。

要让greenlet交替运行，可以通过gevent.sleep()交出控制权：

  1. def f(n):
  2.     for i in range(n):
  3.         print gevent.getcurrent(), i
  4.         gevent.sleep(0)

执行结果：

  1. <Greenlet at 0x10cd58550: f(5)> 0
  2. <Greenlet at 0x10cd58910: f(5)> 0
  3. <Greenlet at 0x10cd584b0: f(5)> 0
  4. <Greenlet at 0x10cd58550: f(5)> 1
  5. <Greenlet at 0x10cd584b0: f(5)> 1
  6. <Greenlet at 0x10cd58910: f(5)> 1
  7. <Greenlet at 0x10cd58550: f(5)> 2
  8. <Greenlet at 0x10cd58910: f(5)> 2
  9. <Greenlet at 0x10cd584b0: f(5)> 2
  10. <Greenlet at 0x10cd58550: f(5)> 3
  11. <Greenlet at 0x10cd584b0: f(5)> 3
  12. <Greenlet at 0x10cd58910: f(5)> 3
  13. <Greenlet at 0x10cd58550: f(5)> 4
  14. <Greenlet at 0x10cd58910: f(5)> 4
  15. <Greenlet at 0x10cd584b0: f(5)> 4

3个greenlet交替运行，

把循环次数改为500000，让它们的运行时间长一点，然后在操作系统的进程管理器中看，线程数只有1个。

当然，实际代码里，我们不会用gevent.sleep()去切换协程，而是在执行到IO操作时，gevent自动切换，代码如下：

  1. from gevent import monkey; monkey.patch_all()
  2. import gevent
  3. import urllib2
  5. def f(url):
  6.     print('GET: %s' % url)
  7.     resp = urllib2.urlopen(url)
  8.     data = resp.read()
  9.     print('%d bytes received from %s.' % (len(data), url))
  11. gevent.joinall([
  12.         gevent.spawn(f, 'https://www.python.org/'),
  13.         gevent.spawn(f, 'https://www.yahoo.com/'),
  14.         gevent.spawn(f, 'https://github.com/'),
  15. ])

运行结果：

  1. GET: https://www.python.org/
  2. GET: https://www.yahoo.com/
  3. GET: https://github.com/
  4. 45661 bytes received from https://www.python.org/.
  5. 14823 bytes received from https://github.com/.
  6. 304034 bytes received from https://www.yahoo.com/.

从结果看，3个网络操作是并发执行的，而且结束顺序不同，但只有一个线程。

小结

使用gevent，可以获得极高的并发性能，但gevent只能在Unix/Linux下运行，在Windows下不保证正常安装和运行。

由于gevent是基于IO切换的协程，所以最神奇的是，我们编写的Web App代码，不需要引入gevent的包，也不需要改任何代码，仅仅在部署的时候，用一个支持gevent的WSGI服务器，立刻就获得了数倍的性能提升。具体部署方式可以参考后续“实战”-“部署Web App”一节。

原文: https://wizardforcel.gitbooks.io/liaoxuefeng/content/py2/93.html