協程與yield

協程，又稱微線程或纖程，是一個比進程和線程更加輕量級的解決方案，現代編程語言基本上都支持。那麼協程究竟有什麼特色，它是如何運做的呢？

進程和線程之間的關係我在這篇文章中作了一下比較分析。線程是程序的運行流，全部指令從頭至尾按順序一一執行，進程則是包含線程的容器。在單核CPU中，永遠只有一條線程在運行，固然也只可能有一個進程運行，由操做系統內核負責進程和線程的切換。而協程是屬於用戶空間的，操做系統對其一無所知，由用戶本身去作調度。顯然用戶本身調度比經過使用一箇中斷讓操做系統調度會快不少，這就是協程快的祕訣了。

那麼，協程到底是一種什麼樣的存在呢？上面說到線程是一條指令的執行流，那麼這個流的則由函數這些最小執行單元組成，函數則多是包涵或者調用關係，不管是那種，一個函數只有只能完畢，下一個函數才能被執行，例若有兩個函數A和B，A因爲某些緣由被阻塞，那麼B確定就不能運行。協程的出現就是爲了解決這個問題，函數能夠隨時中斷，去調用另外的函數。

Python和PHP5.5以上版本(包含)中，能夠利用生成器中的yield在必定程度上實現協程。例如在一個車流量多的路口，攝像頭獲取車牌號，並保存到文本文件能夠這樣作:

#!/usr/bin/env python
import random
def getNum(action):
    action.next()
    while True:
        num=random.randint(1000, 9999) #獲取車牌號，這裏隨機
        stored = action.send(num)
        if stored > 500:
            break
    action.close()
def storage():
    r=0
    while True:
        f=open("./car.txt","a")
        num = yield r
        print num
        if num:
            f.write(str(num)+"\n")
            r=r+1
    f.close()
if __name__ == "__main__":
    S=storage()
    getNum(S)

<?php
function getNum($action){
    while(1){
        $num=rand(1000,9999);
        $stored = $action->send($num);
        if($stored > 500){
            break;
        }
    }
}
function storage(){
    $r=0;
    while(1){
        $num=(yield $r);
        if($num){
            echo $num."\n";
            file_put_contents("./car.txt",$num."\n",FILE_APPEND);
            $r++;
        }
    }
}
$S=storage();
getNum($S);

 

yield這個關鍵字在不少語言中都有應用，在PHP和Python中，若是一個函數中含有yield，則這個函數會成爲一個生成器(Generator)。上面的例子中，函數之間相互調用並無在一個函數結束以後，另外一個函數纔開始運行，而是相互協做，因此稱爲」協程」，而非線程的搶佔式多任務。須要注意的是Python的yield須要用next來啓動，而PHP不須要。

yield只能在必定程度的實現協程，要更加深刻理解和使用協程，能夠嘗試使用gevent，gevent爲Python提供了比較完善的協程支持, 能幫助咱們自動切換協程，能夠得到極高的併發性能。