import geventdef test1():print 12gevent.sleep(0)print 34def test2():print 56gevent.sleep(0)print 78gevent.joinall([gevent.spawn(test1),gevent.spawn(test2), ])
解释下,”gevent.spawn()”方法会创建一个新的greenlet协程对象,并运行它。”gevent.joinall()”方法会等待所有传入的greenlet协程运行结束后再退出,这个方法可以接受一个”timeout”参数来设置超时时间,单位是秒。运行上面的程序,执行顺序如下:
- 先进入协程test1,打印12
- 遇到”gevent.sleep(0)”时,test1被阻塞,自动切换到协程test2,打印56
- 之后test2被阻塞,这时test1阻塞已结束,自动切换回test1,打印34
- 当test1运行完毕返回后,此时test2阻塞已结束,再自动切换回test2,打印78
- 所有协程执行完毕,程序退出
所以,程序运行下来的输出就是:
12 56 34 78
greenlet一个协程运行完后,必须显式切换,不然会返回其父协程。而在gevent中,一个协程运行完后,它会自动调度那些未完成的协程。
import gevent import socketurls = ['www.baidu.com', 'www.gevent.org', 'www.python.org'] jobs = [gevent.spawn(socket.gethostbyname, url) for url in urls] gevent.joinall(jobs, timeout=5)print [job.value for job in jobs]
我们通过协程分别获取三个网站的IP地址,由于打开远程地址会引起IO阻塞,所以gevent会自动调度不同的协程。另外,我们可以通过协程对象的”value”属性,来获取协程函数的返回值。
猴子补丁 Monkey patching
其实上面程序运行的时间同不用协程是一样的,是三个网站打开时间的总和。可是理论上协程是非阻塞的,那运行时间应该等于最长的那个网站打开时间呀?其实这是因为Python标准库里的socket是阻塞式的,DNS解析无法并发,包括像urllib库也一样,所以这种情况下用协程完全没意义。那怎么办?
一种方法是使用gevent下的socket模块,我们可以通过”from gevent import socket”来导入。不过更常用的方法是使用猴子布丁(Monkey patching):
from gevent import monkey; monkey.patch_socket() import gevent import socketurls = ['www.baidu.com', 'www.gevent.org', 'www.python.org'] jobs = [gevent.spawn(socket.gethostbyname, url) for url in urls] gevent.joinall(jobs, timeout=5)print [job.value for job in jobs]
上述代码的第一行就是对socket标准库打上猴子补丁,此后socket标准库中的类和方法都会被替换成非阻塞式的,所有其他的代码都不用修改,这样协程的效率就真正体现出来了。Python中其它标准库也存在阻塞的情况,gevent提供了”monkey.patch_all()”方法将所有标准库都替换。
from gevent import monkey; monkey.patch_all()
使用猴子补丁褒贬不一,但是官网上还是建议使用”patch_all()”,而且在程序的第一行就执行。
获取协程状态
协程状态有已启动和已停止,分别可以用协程对象的”started”属性和”ready()”方法来判断。对于已停止的协程,可以用”successful()”方法来判断其是否成功运行且没抛异常。如果协程执行完有返回值,可以通过”value”属性来获取。另外,greenlet协程运行过程中发生的异常是不会被抛出到协程外的,因此需要用协程对象的”exception”属性来获取协程中的异常。下面的例子很好的演示了各种方法和属性的使用。
#coding:utf8 import geventdef win():return 'You win!'def fail():raise Exception('You failed!')winner = gevent.spawn(win) loser = gevent.spawn(fail)print winner.started # True print loser.started # True# 在Greenlet中发生的异常,不会被抛到Greenlet外面。 # 控制台会打出Stacktrace,但程序不会停止 try:gevent.joinall([winner, loser]) except Exception as e:# 这段永远不会被执行print 'This will never be reached'print winner.ready() # True print loser.ready() # Trueprint winner.value # 'You win!' print loser.value # Noneprint winner.successful() # True print loser.successful() # False# 这里可以通过raise loser.exception 或 loser.get() # 来将协程中的异常抛出 print loser.exception
协程运行超时
在”gevent.joinall()”方法中可以传入timeout参数来设置超时,我们也可以在全局范围内设置超时时间:
import gevent from gevent import Timeouttimeout = Timeout(2) # 2 seconds timeout.start()def wait():gevent.sleep(10)try:gevent.spawn(wait).join() except Timeout:print('Could not complete')
上例中,我们将超时设为2秒,此后所有协程的运行,如果超过两秒就会抛出”Timeout”异常。我们也可以将超时设置在with语句内,这样该设置只在with语句块中有效:
with Timeout(1):gevent.sleep(10)
此外,我们可以指定超时所抛出的异常,来替换默认的”Timeout”异常。比如下例中超时就会抛出我们自定义的”TooLong”异常。
class TooLong(Exception):passwith Timeout(1, TooLong):gevent.sleep(10)
协程间通讯
greenlet协程间的异步通讯可以使用事件(Event)对象。该对象的”wait()”方法可以阻塞当前协程,而”set()”方法可以唤醒之前阻塞的协程。在下面的例子中,5个waiter协程都会等待事件evt,当setter协程在3秒后设置evt事件,所有的waiter协程即被唤醒。
#coding:utf8 import gevent from gevent.event import Eventevt = Event()def setter():print 'Wait for me'gevent.sleep(3) # 3秒后唤醒所有在evt上等待的协程print "Ok, I'm done"evt.set() # 唤醒def waiter():print "I'll wait for you"evt.wait() # 等待print 'Finish waiting'gevent.joinall([gevent.spawn(setter),gevent.spawn(waiter),gevent.spawn(waiter),gevent.spawn(waiter),gevent.spawn(waiter),gevent.spawn(waiter) ])
除了Event事件外,gevent还提供了AsyncResult事件,它可以在唤醒时传递消息。让我们将上例中的setter和waiter作如下改动:
from gevent.event import AsyncResult aevt = AsyncResult()def setter():print 'Wait for me'gevent.sleep(3) # 3秒后唤醒所有在evt上等待的协程print "Ok, I'm done"aevt.set('Hello!') # 唤醒,并传递消息def waiter():print("I'll wait for you")message = aevt.get() # 等待,并在唤醒时获取消息print 'Got wake up message: %s' % message
队列 Queue
gevent的队列对象可以让greenlet协程之间安全的访问。运行下面的程序,你会看到3个消费者会分别消费队列中的产品,且消费过的产品不会被另一个消费者再取到:
import gevent from gevent.queue import Queueproducts = Queue()def consumer(name):while not products.empty():print '%s got product %s' % (name, products.get())gevent.sleep(0)print '%s Quit'def producer():for i in xrange(1, 10):products.put(i)gevent.joinall([gevent.spawn(producer),gevent.spawn(consumer, 'steve'),gevent.spawn(consumer, 'john'),gevent.spawn(consumer, 'nancy'), ])
put和get方法都是阻塞式的,它们都有非阻塞的版本:put_nowait和get_nowait。如果调用get方法时队列为空,则抛出”gevent.queue.Empty”异常。‘
信号量
信号量可以用来限制协程并发的个数。它有两个方法,acquire和release。顾名思义,acquire就是获取信号量,而release就是释放。当所有信号量都已被获取,那剩余的协程就只能等待任一协程释放信号量后才能得以运行:
import gevent from gevent.coros import BoundedSemaphoresem = BoundedSemaphore(2)def worker(n):sem.acquire()print('Worker %i acquired semaphore' % n)gevent.sleep(0)sem.release()print('Worker %i released semaphore' % n)gevent.joinall([gevent.spawn(worker, i) for i in xrange(0, 6)])
上面的例子中,我们初始化了”BoundedSemaphore”信号量,并将其个数定为2。所以同一个时间,只能有两个worker协程被调度。程序运行后的结果如下:
Worker 0 acquired semaphore Worker 1 acquired semaphore Worker 0 released semaphore Worker 1 released semaphore Worker 2 acquired semaphore Worker 3 acquired semaphore Worker 2 released semaphore Worker 3 released semaphore Worker 4 acquired semaphore Worker 4 released semaphore Worker 5 acquired semaphore Worker 5 released semaphore
协程本地变量
同线程类似,协程也有本地变量,也就是只在当前协程内可被访问的变量:
import gevent from gevent.local import localdata = local()def f1():data.x = 1print data.xdef f2():try:print data.xexcept AttributeError:print 'x is not visible'gevent.joinall([gevent.spawn(f1),gevent.spawn(f2) ])
通过将变量存放在local对象中,即可将其的作用域限制在当前协程内,当其他协程要访问该变量时,就会抛出异常。不同协程间可以有重名的本地变量,而且互相不影响。因为协程本地变量的实现,就是将其存放在以的”greenlet.getcurrent()”的返回为键值的私有的命名空间内。
实际应用
基于Flask聊天室
https://github.com/sdiehl/minichat/blob/master/app.py