Python 非同步多執行緒協程初探

今天在知乎上看到一篇文章為什麼有人說 python 多執行緒是雞肋？中python中的多執行緒是單核多執行緒，是偽多執行緒！為什麼會這麼說？

由於python 中gil。正是這個鎖能保證同時只有乙個執行緒在執行。罪魁禍首::。但如果去掉gil的 python 在單執行緒條件下執行效率將近慢了2倍。~~如果一定要通過多執行緒利用多核，那只能通過c擴充套件來實現，不過這樣就失去了python簡單易用的特點。

當然，對於 io 密集型的程式，python目前對多執行緒效能還是有很大地改善的。 python 3.4引入的 asyncio 模組來實現「協程」。

協程其實也是一種執行緒，其開銷比threading小。而且它是python3.4引入的新標準庫 asyncio。asyncio的程式設計模型是乙個訊息迴圈。需要從asyncio模組中直接獲取乙個eventloop的引用，然後把需要執行的協程扔到eventloop中執行，實現了非同步io。這裡的eventloop有點像執行緒池。

這就使得很多 io 操作有了更好的方式去解決，雖然python沒有真正意義上的多執行緒，但採用 event loop 來處理耗時的 io 操作，效果非常好。

下面簡單聊聊多執行緒協程之間的協作：

eventloop總是與thread共存，它只是負責接收事件，餘下的由thread來解決，保證併發。

下面舉乙個測試例子：

def task():
for i in range(5):
time.sleep(1)
print("task--"+str(i))
def run_loop_inside_thread(loop):
loop.run_forever()
new_loop = asyncio.new_event_loop()
asyncio.set_event_loop(new_loop)
loop = asyncio.get_event_loop()
threading.thread(target=run_loop_inside_thread, args=(loop,)).start()
loop.call_soon_threadsafe(task)
return "finish"

上面的例子，主要是在主線程中建立乙個new_loop，然後在另外的子執行緒中開啟乙個無限事件迴圈。主線程通過call_soon_threadsafe新註冊協程物件。這樣就能在子執行緒中進行事件迴圈的併發操作，同時主線程又不會被block。

如果想傳參的話，則可如下面所寫：（傳參6到more_work方法中）

.call_soon_threadsafe(more_work, 6)

其中：

event_loop是asyncio的起點，是執行所有事件的起點

通過loop.run_forever()+loop.call_*實現對事件的排程

如果不加

new_loop = asyncio.new_event_loop()
asyncio.set_event_loop(new_loop)

則會報錯：runtimeerror: there is no current event loop in thread 'thread-1'。為什麼會這樣？根據asyncio的文件介紹，asyncio的事件迴圈不是執行緒安全的，乙個event loop只能在乙個執行緒內排程和執行任務，並且同一時間只有乙個任務在執行。

處於非主線程時，還需要呼叫set_event_loop方法指定乙個event loop物件，這樣get_event_loop才會獲取到被標記的event loop物件

但如果你只是執行乙個只有主線程的demo 的話，會發現asyncio.get_event_loop()來獲取event_loop，是沒問題的。

上面的例子中的call_soon_threadsafe是asynico在多執行緒情況下專門針對執行緒安全的呼叫的解決方案。一般如果event loop在主線程中執行的話，子執行緒是不能使用它來排程任務。

值得注意點是：在非阻塞的情況下，多執行緒是同步的代表，而協程是非同步的代表。二者都可以開啟多個執行緒。在多執行緒中，多個執行緒會競爭誰先執行，乙個等待結束也不會去通知主程式，這樣沒有章法的隨機執行會造成一些資源浪費。而在協程中，多個執行緒（稱為微執行緒）的呼叫和等待都是通過明確**組織的。協程就像目標明確地執行乙個又乙個任務，而多執行緒則會在競爭過程中效能有所降低。

~~參考：

Python 非同步多執行緒協程初探

python協程與非同步協程

python 執行緒，協程

協程的多執行緒切換

Python 非同步多執行緒協程初探

python協程與非同步協程

python 執行緒，協程

協程的多執行緒切換

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