python並發簡書 第0篇 （非同步I/O筆記）

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參考廖雪峰非同步I/O篇

一、為什麼使用非同步IO

• CPU的速度遠遠快於磁碟、網路等IO（我們要解決的問題是CPU高速執行能力和IO裝置的龜速嚴重不匹配）
• 同步IO模型：一個IO操作就阻塞了當前線程，導致其他代碼無法執行，所以我們必須使用多線程或者多進程來並發執行代碼
• 但系統切換線程的開銷也很大，所以，一旦線程數量過多，CPU的時間就花線上程切換上了，真正運行代碼的時間就少了，結果導致效能嚴重下降
• 非同步IO模型：當代碼需要執行一個耗時的IO操作時，它只發出IO指令，並不等待IO結果，然後就去執行其他代碼了。一段時間後，當IO返回結果時，再通知CPU進行處理。

二、非同步IO模型

非同步IO模型需要一個訊息迴圈，在訊息迴圈中，主線程不斷地重複“讀取訊息-處理訊息”這一過程：

loop = get_event_loop()while True:    event = loop.get_event()    process_event(event)

訊息模型其實早在應用在傳統型應用程式中了。一個GUI程式的主線程就負責不停地讀取訊息並處理訊息。所有的鍵盤、滑鼠等訊息都被發送到GUI程式的訊息佇列中，然後由GUI程式的主線程處理。

當遇到IO操作時，代碼只負責發出IO請求，不等待IO結果，然後直接結束本輪訊息處理，進入下一輪訊息處理過程。當IO操作完成後，將收到一條“IO完成”的訊息，處理該訊息時就可以直接擷取IO操作結果。

三、真·為什麼使用非同步IO

在“發出IO請求”到收到“IO完成”的這段時間裡，同步IO模型下，主線程只能掛起，但非同步IO模型下，主線程並沒有休息，而是在訊息迴圈中繼續處理其他訊息。這樣，在非同步IO模型下，一個線程就可以同時處理多個IO請求，並且沒有切換線程的操作。對於大多數IO密集型的應用程式，使用非同步IO將大大提升系統的多任務處理能力。

四、協程Coroutine

Donald Knuth：子程式就是協程的一種特例

協程看上去也是子程式，但執行過程中，在子程式內部可中斷，然後轉而執行別的子程式，在適當的時候再返回來接著執行

a）協程vs線程

• 最大的優勢就是協程極高的執行效率。因為子程式切換不是線程切換，而是由程式自身控制，因此，沒有線程切換的開銷，和多線程比，線程數量越多，協程的效能優勢就越明顯。
• 第二大優勢就是不需要多線程的鎖機制，因為只有一個線程，也不存在同時寫變數衝突，在協程中控制共用資源不加鎖，只需要判斷狀態就好了，所以執行效率比多線程高很多。
• 因為協程是一個線程執行，那怎麼利用多核CPU呢？最簡單的方法是多進程+協程，既充分利用多核，又充分發揮協程的高效率，可獲得極高的效能。

b）python協程實現

don·t care，不如直接golang