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資訊專欄INFORMATION COLUMN

【generator101】 - generator是一種顯式控制的協(xié)程

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摘要：協(xié)程其實(shí)就是一個(gè)可中途中斷，由外部來(lái)控制執(zhí)行進(jìn)程的函數(shù)。這些第三方的選擇的共同特點(diǎn)是協(xié)程的都是隱式的。這就是顯示控制和隱式控制的區(qū)別。本文討論的協(xié)程就是這一種，后面會(huì)逐漸展開(kāi)到如何利用這種顯示控制的協(xié)程來(lái)解決阻塞和流程阻塞的問(wèn)題。

Python官方的實(shí)現(xiàn)里，協(xié)程只有g(shù)enerator這一招。協(xié)程其實(shí)就是一個(gè)可中途中斷，由外部來(lái)控制執(zhí)行進(jìn)程的函數(shù)。除了官方的generator，還有很多第三方的實(shí)現(xiàn)可以選擇。常見(jiàn)的第三方選擇有：

Greenlet，基于Python的常規(guī)版本（CPython）的C擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)

Stackless Python，是一個(gè)修改版本的Python解釋器，支持tasklet api

Pypy，是一個(gè)修改版本的Python解釋器，支持continulet api。它還基于此實(shí)現(xiàn)了模擬Greenlet和Stackless的上層api。

這些第三方的選擇的共同特點(diǎn)是協(xié)程的都是隱式的。比如，使用基于Greenlet的gevent，調(diào)用http api的時(shí)候，可能代碼寫(xiě)起來(lái)是這樣的

urllib2.urlopen("http://www.google.com")

表面上看上去就是一個(gè)普通的函數(shù)調(diào)用，但是內(nèi)部可能是

urlopen => http call => tcp socket open => create socket, register fd on event loop

最終在最內(nèi)層，把當(dāng)前的協(xié)程的控制權(quán)交出去了，讓event loop去回調(diào)當(dāng)前的協(xié)程。也就是說(shuō)urlopen這個(gè)函數(shù)調(diào)用可能導(dǎo)致當(dāng)前執(zhí)行的協(xié)程發(fā)生變化，而作為調(diào)用方可能根本不知情，除非你了解urlopen內(nèi)層的所有實(shí)現(xiàn)，這就叫隱式的。
反觀generator，只要當(dāng)前的語(yǔ)句沒(méi)有關(guān)鍵字“yield”，你就可以非常放心的認(rèn)為當(dāng)前這句話不會(huì)跳出當(dāng)前協(xié)程，而會(huì)連續(xù)地執(zhí)行下去。這個(gè)是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可以讓代碼變得更好理解，更不容易出因?yàn)閳?zhí)行順序不同修改共享狀態(tài)造成bug。但也是一個(gè)缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的沒(méi)有yield的代碼是無(wú)法“自動(dòng)”地“魔法般”地享受一些一步框架可能帶來(lái)的好處。比如說(shuō)：

def process():
    for i in sub_process():
        yield i

def sub_process():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

print(list(process()))

process不會(huì)因?yàn)檎{(diào)用了sub_process()，而sub_process()內(nèi)又有yield就會(huì)自動(dòng)交出當(dāng)前協(xié)程的執(zhí)行權(quán)，不會(huì)的。process如果想要交出執(zhí)行權(quán)，必須自己再次yield。這就是顯示控制和隱式控制的區(qū)別。本文討論的協(xié)程就是generator這一種，后面會(huì)逐漸展開(kāi)到如何利用這種顯示控制的協(xié)程來(lái)解決I/O阻塞和流程阻塞的logic locality問(wèn)題。

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