gevent 學(xué)習(xí)筆記 —— greenlet

chengtao1633 發(fā)布于2019-07-24 17:38 / 1228人閱讀

摘要：怎么記錄呢這里就可以回到上面我們需要了解的幾個(gè)棧操作了。這個(gè)時(shí)候，如果函數(shù)執(zhí)行完了想去執(zhí)行函數(shù)的時(shí)候，就按照這個(gè)流程再保存，然后再把剛才存放的函數(shù)給復(fù)制到棧中。

gevent文檔：that uses greenlet to provide a high-level synchronous API.

意思是：使用greenlet來提供高級(jí)同步API。

那greenlet又是怎樣一種機(jī)制呢？這個(gè)后面會(huì)稍微簡單的講一下原理，不過在后續(xù)的幾篇會(huì)著重分析它的源碼。在開始之前先看看提到的幾個(gè)關(guān)鍵字『高級(jí)』、『同步』，高級(jí)不高級(jí)暫時(shí)還不知道，畢竟在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中才看得到效果。而同步這個(gè)概念，不知道大家理解深不深刻，總之我當(dāng)初理解不是很深刻，所以遇到了就聊聊唄！

同步

不明白為什么會(huì)叫同步，總是讓我有一種錯(cuò)覺，讓我聯(lián)想到的第一個(gè)詞匯就是同時(shí)進(jìn)行。不知道大家是不是和我一樣，至少我看到同步是不會(huì)去想到它的正確意思。我曾一度懷疑是不是翻譯錯(cuò)了，但是在質(zhì)疑別人錯(cuò)之前，應(yīng)該先質(zhì)疑一下自己。所以我開始懷疑我的語文沒學(xué)好，然后我去查了一下漢語詞典，結(jié)果就悲劇了，我已經(jīng)開始懷疑我的人生了。 %>_<%

同步：指兩個(gè)或兩個(gè)以上隨時(shí)間變化的量在變化過程中保持一定的相對(duì)關(guān)系。

  《光明日?qǐng)?bào)》1984.6.2：“城市改革的步子要加快，要從解決國家與企業(yè)、企業(yè)與職工的關(guān)系入手，把適合于當(dāng)前情況的各項(xiàng)改革措施初步配起套來，同步進(jìn)行。

從上面引用的話應(yīng)該可以看出，國家與企業(yè)、企業(yè)與職工，都是兩個(gè)相對(duì)的關(guān)系，有著各自的利益。但是他們必須合作才能完成一個(gè)共同目標(biāo)，例如買票看電影。這個(gè)場(chǎng)景有兩個(gè)動(dòng)作需要完成，一個(gè)出票、一個(gè)買票，只有出票才能買票，并且這個(gè)買票的人還只能傻等，不能做其他事。

同步真心不是同時(shí)進(jìn)行，所以還是要多讀書??！尤其是語文！

為什么這里會(huì)講到同步呢？其實(shí)不講也是可以的，和理解greenlet原理沒有多大關(guān)系，但是和理解gevent的特性有那么點(diǎn)關(guān)系，因?yàn)槁爠e人說gevent能夠讓你用這種同步的代碼寫出異步的感覺，同步的代碼好理解也好處理。我沒有驗(yàn)證過，所以我也不知道，真正的原因是感覺這個(gè)概念很容易混淆，所以就來講講了。

Greenlet

還記得在協(xié)程篇中學(xué)習(xí)的嗎？花了較長篇幅講協(xié)程及從其子例程演變的過程。而greenlet就是python中實(shí)現(xiàn)Coroutine「協(xié)程」的一個(gè)基礎(chǔ)庫。前面我們了解了協(xié)程的相關(guān)概念及思想，但我們還不知道它在底層是怎樣實(shí)現(xiàn)的。只知道它有個(gè)特別的地方，就是能夠和進(jìn)程、線程一樣保存上下文，那協(xié)程的上下文是怎樣保存的呢？

源碼初探

typedef struct _greenlet {
    PyObject_HEAD
    char* stack_start;
    char* stack_stop;
    char* stack_copy;
    intptr_t stack_saved;
    struct _greenlet* stack_prev;
    struct _greenlet* parent;
    PyObject* run_info;
    struct _frame* top_frame;
    int recursion_depth;
    PyObject* weakreflist;
    PyObject* exc_type;
    PyObject* exc_value;
    PyObject* exc_traceback;
    PyObject* dict;
} PyGreenlet;

上面給出的是greenlet的結(jié)構(gòu)體定義，有興趣的可以去下一份源代碼看看，里面也有很好的解釋。

這里我們主要了解一下關(guān)于堆棧的幾個(gè)操作，從命名規(guī)則就可以找到我們想要的東西，就是它們幾個(gè)了：stack_start、stack_stop、stack_copy、stack_saved。

其實(shí)仔細(xì)想想，你會(huì)發(fā)現(xiàn)非常的簡單。假設(shè)有『函數(shù)A』和『函數(shù)B』，『函數(shù)A』進(jìn)棧執(zhí)行到一半的時(shí)候需要調(diào)用『函數(shù)B』，沒事這個(gè)簡單，我們可以將『函數(shù)B』進(jìn)棧(圖stack-01)。

好了『函數(shù)B』進(jìn)棧了，可它現(xiàn)在又想調(diào)用『函數(shù)A』了，怎么辦？讓『函數(shù)A』進(jìn)棧(圖stack-02)，這個(gè)其實(shí)就是普通的函數(shù)調(diào)用，此『函數(shù)A』并不是第一次進(jìn)棧的那個(gè)『函數(shù)A』，而是重新在棧中創(chuàng)建的一個(gè)實(shí)例，該實(shí)例的數(shù)據(jù)并不是之前『函數(shù)A』的數(shù)據(jù)，可是我想要之前『函數(shù)A』的數(shù)據(jù)??！所以這個(gè)方法并不能實(shí)現(xiàn)我們想要的切換。

那怎樣才能做到我們想要的呢？很簡單，既然『函數(shù)B』完成了當(dāng)前的任務(wù)，它就應(yīng)該退出來了，但并不是直接出棧，而是通過某種方式將現(xiàn)有的state給記錄下來，方便下次用到的時(shí)候能夠找到。怎么記錄呢？這里就可以回到上面我們需要了解的幾個(gè)棧操作了。

首先，每個(gè)greenlet都有屬于它們自己的stack_start和stack_stop，通過這兩個(gè)可以找到你準(zhǔn)備出棧的greenlet也就是『函數(shù)B』的所有數(shù)據(jù)，之后再調(diào)用PyMem_Realloc這個(gè)方法，就可以在heap中創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存空間用來存放『函數(shù)B』，地址為stack_copy，大小為stack_saved字節(jié)，通過這兩個(gè)就可以定位到你存放的『函數(shù)B』的數(shù)據(jù)了(圖stack-03)。

之后變成下面(圖stack-04)這樣了。這個(gè)時(shí)候，如果『函數(shù)A』執(zhí)行完了想去執(zhí)行『函數(shù)B』的時(shí)候，就按照這個(gè)流程再保存，然后再把剛才存放的『函數(shù)B』給復(fù)制到C棧中。因?yàn)橐呀?jīng)知道了stack_copy和stack_saved，所以也就不怕找不到它了。

整個(gè)greenlet切換流程大概就是這個(gè)樣子了，不過到了這里不知道大家會(huì)不會(huì)有些疑問，雖然保存了stack_copy和stack_saved，但是『函數(shù)B』已經(jīng)出棧了，不是就沒有這個(gè)對(duì)象了嗎？那這兩個(gè)參數(shù)是由誰來保存呢？

其實(shí)這個(gè)對(duì)象從來就沒有被銷毀，只要這個(gè)greenlet沒有正常退出，它的對(duì)象就一直都存在著，因?yàn)镚reenlet還維護(hù)著一個(gè)鏈表，它保存著所有沒有徹底退出的greenlet對(duì)象，『函數(shù)B』出棧并不是完全退出了，只是不參與這次行動(dòng)。具體的細(xì)節(jié)就要等到下一篇或者下下篇的源碼剖析來講解了。

因?yàn)樽罱ぷ鞅容^忙，換了一個(gè)部門，加上之前對(duì)源碼理解不夠，也就不敢隨便發(fā)表。當(dāng)然現(xiàn)在發(fā)表的也不敢說絕對(duì)正確，這些僅僅是我個(gè)人的理解，歡迎大神來指正。

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