python 协程 coroutine 生产者-消费者模型图示

看了廖雪峰老师关于协程的教程，为了便于理解，用 axure 做了以下图示，对于初学者应该更容易理解一些：

函数是: A调用B B调用A，有统一的出入口。入口是参数，出口是 return 协程不同。
协程是：程序A执行过程中暂时中断，把CPU控制权交给 B ，B执行一段后，再切换回A ,A从中断的地方继续执行。
相比多线程，协程的优势：程序控制切换，不需要线程切换的开销，不需要锁机制，多cpu 多进程+协程可提供极高的并发性能。
协程的实现：Python对协程的支持是通过generator实现的。
在generator中，我们不但可以通过for循环来迭代，还可以不断调用next()函数获取由yield语句返回的下一个值。
但是Python的yield不但可以返回一个值，它还可以接收调用者发出的参数（通过gen.send()）。

传统的生产者-消费者模型是一个线程写消息，一个线程取消息，通过锁机制控制队列和等待，但一不小心就可能死锁。如果改用协程，生产者生产消息后，直接通过yield跳转到消费者开始执行，待消费者执行完毕后，切换回生产者继续生产，效率极高：

参考代码：

def consumer():
    r = ''
    while True:
        n = yield r
        if not n:
            return
        print('[CONSUMER] Consuming %s...' % n)
        r = '200 OK'
 
def produce(c):
    c.send(None)
    n = 0
    while n < 5:
        n = n + 1
        print('[PRODUCER] Producing %s...' % n)
        r = c.send(n)
        print('[PRODUCER] Consumer return: %s' % r)
    c.close()
 
c = consumer()
produce(c)

图示：

注意到consumer函数是一个generator，把一个consumer传入produce后：
首先调用c.send(None)启动生成器；
然后，一旦生产了东西，通过c.send(n)切换到consumer执行；
consumer通过yield拿到消息，处理，又通过yield把结果传回；
produce拿到consumer处理的结果，继续生产下一条消息；
produce决定不生产了，通过c.close()关闭consumer，整个过程结束。

整个流程无锁，由一个线程执行，produce和consumer协作完成任务，所以称为“协程”，而非线程的抢占式多任务。

原创, python