從yield 到yield from再到python協程

yield 關鍵字

def fib():
    a, b = 0, 1
    while 1:
       yield b
       a, b = b, a+b

 

yield 是在：PEP 255 -- Simple Generators 這個pep引入的

yield 只能在函數內部使用，包含yield語句的函數稱爲生成器函數

當調用生成器函數時，並不會執行函數體中的代碼，而是返回一個生成器對象

每次調用生成器對象的next()方法時，纔會執行生成器函數中的代碼，直到遇到yield 或者return 語句。

若是遇到yield 語句， 怎會掛起函數的運行狀態，並將yield 右邊的表達式的值返回給next()的調用者， 掛起的時候會保存全部本地狀態，包括局部變量，指令指針和內部堆棧信息，這樣當下次再次調用next()時, 看起來yield 部分就像是調用了一個外部調用同樣，能夠接着往下執行

注意：try/ finnally 結構中的try子句中不容許使用yield語句， 問題是由於沒法保證生成器被恢復，所以沒法保證finally塊將被執行

 

yield from 關鍵字

yield from關鍵字是在：PEP 380 -- Syntax for Delegating to a Subgenerator 中提出的

用於生成器將其部分操做委託給另一個生成器，這容許將包含yield的一段代碼分解出來並放在另一個生成器中，此外，容許子生成器返回一個值，這個值可供委派生成器使用

 

上述描述聽起來可能仍是不是特別清楚，咱們先看一下語法：

yield from <expr>

 

yield from expr 表達式中，作的第一件事就是調用iter(expr) 從中獲取迭代器，所以expr能夠是任何可迭代的對象

經過下面的下例子把yield 和yield from 作對比

from collections import namedtuple


Result = namedtuple("Result", "count average")

li = [40.9, 38.5, 44.3, 42.2, 45.2, 41.7, 44.5, 38.0, 40.6, 44.5]

# 子生成器
def averager():
    total = 0.0
    count = 0
    average = None
    while True:
        term = yield
        if term is None:
            break
        total += term
        count += 1
        average = total/count
    return Result(count, average)

# 委派生成器
def grouper(result, key):
    while True:
        result[key] = yield from averager()

# 調用方
def main():
    results = {}
    group = grouper(results, "kg")
    next(group)
    for value in li:
        group.send(value)
    group.send(None)


if __name__ == "__main__":
    main()

yield from的主要功能是打開雙向通道，把最外層的調用方與最內層的子生成器鏈接起來，這樣兩者能夠直接發送和產出值，還能夠直接傳入異常

yield from 的六個重要意義

關於yield from 六點重要的說明：

1. 子生成器產出的值都直接傳給委派生成器的調用方(即客戶端代碼)
2. 使用send()方法發送給委派生成器的值都直接傳給子生成器。若是發送的值爲None,那麼會給委派調用子生成器的__next__()方法。若是發送的值不是None,那麼會調用子生成器的send方法，若是調用的方法拋出StopIteration異常，那麼委派生成器恢復運行，任何其餘異常都會向上冒泡，傳給委派生成器
3. 生成器退出時，生成器(或子生成器)中的return expr表達式會出發StopIteration(expr)異常拋出
4. yield from表達式的值是子生成器終止時傳給StopIteration異常的第一個參數。yield from 結構的另外兩個特性與異常和終止有關。
5. 傳入委派生成器的異常，除了GeneratorExit以外都傳給子生成器的throw()方法。若是調用throw()方法時拋出StopIteration異常，委派生成器恢復運行。StopIteration以外的異常會向上冒泡，傳給委派生成器
6. 若是把GeneratorExit異常傳入委派生成器，或者在委派生成器上調用close()方法，那麼在子生成器上調用clsoe()方法，若是它有的話。若是調用close()方法致使異常拋出，那麼異常會向上冒泡，傳給委派生成器，不然委派生成器拋出GeneratorExit異常

python協程

Python的生成器函數和python的協程很是接近 ,但並不徹底 - 由於生成器然容許暫停執行以生成值，可是不提供在執行恢復時傳遞的值或異常。

而且生成器不容許在try / finally塊的try部分中暫停執行，所以使停止的協程很難在其自身以後進行清理。

 

1. 將yield從新定義爲表達式，而不是語句。當前的yield語句將成爲一個yield值表達式，其值將被丟棄。每當經過正常的next（）調用恢復生成器時，yield表達式的值爲None
2. 爲generator-iterators 添加了一個新的方法send(), 它能夠恢復生成器併發送給生成一個值，該值稱爲yield - expression的結果，send（）方法返回生成器產生的下一個值，若是生成器退出而不產生另外一個值，則引起StopIteration。
3. 爲generator-iterators 添加了一個新的方法throw(), 它在生成器暫停時引起異常，並返回生成器產生的下一個值，若是生成器退出而不產生另外一個值，則引起StopIteration（若是生成器沒有捕獲傳入的異常，或者引起另外的一個異常，那麼該異常會傳播給調用者）
4. 爲generator-iterators 添加了一個新的方法close(), 在生成器暫停的位置引起一個GeneratorExit 異常，若是一個生成器引起了StopIteration 異常或者GeneratorExit 異常， close()方法將返回給它的調用者，若是生成是yield 一個值，會引起RuntimeError 異常。若是一個生成器引起了任何其餘異常，則會傳給他的調用者 ，若是生成器，因爲異常退出或者已經正常退出，那麼close()不執行任何操做。
5. 確保了當生成器被垃圾回收的時候執行close()
6. 由於垃圾回收或者clsoe被調用將容許容許yield在try / finally塊中使用。

send方法

send方法只有一個參數，就是發送值到生成器，調用send(None)至關於調用生成器的next()方法

由於咱們開始執行生成器函數的時候，並無實際執行生成器函數中的代碼而是返回一個生成器對象，因此咱們須要調用next()或者send(None)來激活協程

與next（）方法同樣，send（）方法返回generator-iterator產生的下一個值，若是生成器正常退出或已經退出，則引起StopIteration。若是生成器引起未捕獲的異常，它將傳播到send（）的調用者

 

throw方法

讓生成器在被掛起的位置拋出指定的異常，若是生成器捕獲了異常而且返回的另一個值，那麼這個值就是g.throw()返回的值

若是生成器沒有捕獲異常，那麼throw()將會引起傳遞相同的異常，若是生成器引起了另一個異常，throw調用將引起異常，總之throw()的行爲相似next()或者send()

除了它在掛起的時候引起異常。若是生成器已經處於關閉狀態，throw() 只會引起它傳遞的異常，而不執行任何生成器的代碼

 

generator.throw:會讓生成器在暫停的yield表達式處拋出指定的異常，若是生成器處理了拋出的異常，代碼會向前執行到下一個yield表達式，而產出的值會成爲調用generator.throw方法代碼的返回值。若是生成器沒有處理拋出的異常，異常會向上冒泡，傳到調用方的上下文中。
generator.close:會讓生成器在暫停的yield表達式處拋出GeneratorExit異常。若是生成器沒有處理這個異常，或者拋出了StopIteration異常，調用方不會報錯，若是收到GeneratorExit異常，生成器必定不能產出值，不然解釋器會拋出RuntimeError異常。生成器拋出的異常會向上冒泡，傳給調用方。

 

早期的python協程，語法上協程和生成器看起來也很是相似，也是經過yield關鍵字如：num = yield

def simple_coroutine():
    print("coroutine start")
    x = yield
    print("coroutine receive [%s]" %x)


coroutine = simple_coroutine()
print(coroutine)
next(coroutine)
coroutine.send(888)

 

上面的例子中yield 的右邊沒有表達式，因此默認產出的值爲None,經過以前將yield 關鍵字的時候咱們已經知道當咱們執行函數的時候

並不會運行生成器函數中的代碼，而是返回一個生成器對象，因此咱們須要經過調用next(...)來激活協程，這個時候開始運行生成器函數，

當運行到x = yield的時候，yield的右邊若是有表達式，則會先進行右邊表達式的計算，而後再進行賦值，因此當上面函數執行next()以後，

程序會停在yield那裏，當咱們調用send方法後yield會收到這個值並賦值給x,而當程序運行到協程定義體的末尾時和用生成器的時候同樣會拋出StopIteration異常

若是協程沒有經過next(...)激活(一樣咱們能夠經過send(None)的方式激活)，可是咱們直接send，則會出錯

 

關於調用next(...)函數這一步一般稱爲」預激(prime)「協程，即讓協程向前執行到第一個yield表達式，準備好做爲活躍的協程使用

協程在運行過程當中有四個狀態：

1. GEN_CREATE:等待開始執行
2. GEN_RUNNING:解釋器正在執行，這個狀態通常看不到
3. GEN_SUSPENDED:在yield表達式處暫停
4. GEN_CLOSED:執行結束