文章目录
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- 协程简介
- 语法和架构
协程是一种轻量级的异步编程方案，通过挂起和恢复机制实现高效并发。相比多线程方案，协程不依赖操作系统调度，资源消耗更低。Python通过async/await关键字实现协程：async标记协程函数，await实现挂起恢复。典型使用流程包括create_task创建任务、gather打包任务、run运行任务。示例展示了协程如何实现非阻塞并发执行，在I/O密集型任务中显著提升效率。协程机制完全由语言层面实现，对操作系统透明。
协程简介
想象一个简单的通信场景，A向B发送一条指令，并等待回传。按照传统的顺序编程逻辑，当A的指令发出后，它只能站在原地干等着，这也意味着，在B的信息传回来之前，A也不能和其他人通信，不仅低效，而且会引发错误。
一种简单的解决方案是多线程，A分裂出许多个线程，
a
1
a_1
a1线程发出消息后，固然站在原地等待，但
a
2
⋯
a
n
a_2\\cdots a_n
a2⋯an这段时间并不闲着，从而继续利用资源。但这种解决方案也有天花板，因为内存的容量是有限的，A不可能分裂出无限多个线程，所以随着B的数量增多，这种并发方案也要吃不消。
最合理的方案是，当A发出信息后，不再傻等着，而是该干啥干啥，直到B的消息传回来之后，再临时回到和B通信的任务中，这就是异步编程的逻辑。下面是Python中采用异步编程的最简示例
import asyncio
async def job(n):
print('start', n)
await asyncio.sleep(n)
print('end ', n)
async def main():
t1 = asyncio.create_task(job(1))
t2 = asyncio.create_task(job(2))
await asyncio.gather(t1, t2)
asyncio.run(main())
'''打印结果如下
start 1
start 2
end 1
end 2
'''
这个程序很简单，job的功能是，先打印一个start，然后沉睡n秒，再打印end。正常情况下，如果采用顺序编程，那么连续调用两次job，只有在第一次job执行完毕之后，才能执行第二次。而在asyncio的调度下，当执行完
t
1
t_1
t1的start任务后，就不管
t
1
t_1
t1，而是去执行
t
2
t_2
t2的start了，由此才能实现异步并发这种现象。
语法和架构
如果打开任务管理器，每一个应用都是一个进程，它们的工作模式叫做并行——前提是核心管够；如果应用可以被展开，那么里面的每一个子项目，都是一个线程，其工作模式叫做并发，即在系统的协调下，它们之间快速转换对CPU的占用，看上去就像是一起发生一样。
而我们刚刚创建的程序在运行的时候，任务管理器没有任何变化，即操作系统并不能识别出异步编程所带来的影响，这种不依托操作系统的异步程序，可称之为协程。由于协程的工作逻辑仅依托于语言本身，故而需要有一个明显的标记，告诉解释器，从哪里开始需要等待。正因如此，async和await才会夸张到成为Python的关键字，其中
- 【async】负责创建协程，当解释器看到后，就会识别这是个协程函数，然后生成一张数据表，为挂起/恢复做准备
- 【await】负责挂起/恢复协程，当解释器看到后，会将其冻结，同时拿到一个闹钟，闹钟一响，再解冻。
根据上面的示例，想要运行协程，主要分三步
这三步走流程，底层其实是由一个名为事件循环的调度器在默默运转。你可以把它想象成一个不知疲倦的“交通指挥员”。当我们调用 asyncio.run(main()) 时，实际上就是把这个指挥员请上了岗，并正式启动调度。
