一、協程
1.1協程的概念
協程，又稱微線程，纖程。英文名Coroutine。一句話說明什么是線程：協程是一種用戶態的輕量級線程。（其實并沒有說明白~）
那么這么來理解協程比較容易：
　　線程是系統級別的，它們是由操作系統調度；協程是程序級別的，由程序員根據需要自己調度。我們把一個線程中的一個個函數叫做子程序，那么子程序在執行過程中可以中斷去執行別的子程序；別的子程序也可以中斷回來繼續執行之前的子程序，這就是協程。也就是說同一線程下的一段代碼執行著執行著就可以中斷，然后跳去執行另一段代碼，當再次回來執行代碼塊的時候，接著從之前中斷的地方開始執行。
比較專業的理解是：
　　協程擁有自己的寄存器上下文和棧。協程調度切換時，將寄存器上下文和棧保存到其他地方，在切回來的時候，恢復先前保存的寄存器上下文和棧。因此：協程能保留上一次調用時的狀態（即所有局部狀態的一個特定組合），每次過程重入時，就相當于進入上一次調用的狀態，換種說法：進入上一次離開時所處邏輯流的位置。
1.2 協程的優缺點
協程的優點：
　　（1）無需線程上下文切換的開銷，協程避免了無意義的調度，由此可以提高性能（但也因此，程序員必須自己承擔調度的責任，同時，協程也失去了標準線程使用多CPU的能力）
　　（2）無需原子操作鎖定及同步的開銷
　　（3）方便切換控制流，簡化編程模型
? 　（4）高并發+高擴展性+低成本：一個CPU支持上萬的協程都不是問題。所以很適合用于高并發處理。
協程的缺點：
　　（1）無法利用多核資源：協程的本質是個單線程,它不能同時將 單個CPU 的多個核用上,協程需要和進程配合才能運行在多CPU上.當然我們日常所編寫的絕大部分應用都沒有這個必要，除非是cpu密集型應用。
　　（2）進行阻塞（Blocking）操作（如IO時）會阻塞掉整個程序
2、Python中如何實現協程
2.1 yield實現協程
　　前文所述“子程序（函數）在執行過程中可以中斷去執行別的子程序；別的子程序也可以中斷回來繼續執行之前的子程序”，那么很容易想到Python的yield，顯然yield是可以實現這種切換的。

def?eater(name):print("%s?eat?food"?%name)while?True:food?=?yieldprint("done") g?=?eater("gangdan") print(g)

執行結果：

<generator?object?eater?at?0x0000000002140FC0>

由執行結果可以證明g現在就是生成器函數

2.2 協程函數賦值過程
用的是yield的表達式形式，要先運行next()，讓函數初始化并停在yield，然后再send() ，send會在觸發下一次代碼的執行時，給yield賦值
next()和send() 都是讓函數在上次暫停的位置繼續運行，

def?creater(name):print('%s?start?to?eat?food'?%name)food_list?=?[]while?True:food?=?yield?food_listprint('%s?get?%s?,to?start?eat'?%(name,food))food_list.append(food) #?獲取生成器 builder?=?creater('tom') #?現在是運行函數，讓函數初始化 next(builder) print(builder.send('包子')) print(builder.send('骨頭')) print(builder.send('菜湯'))執行結果：tom?start?to?eat?food tom?get?包子?,to?start?eat ['包子'] tom?get?骨頭?,to?start?eat ['包子',?'骨頭'] tom?get?菜湯?,to?start?eat ['包子',?'骨頭',?'菜湯']

需要注意的是每次都需要先運行next()函數，讓程序停留在yield位置。
如果有多個這樣的函數都需要執行next()函數，讓程序停留在yield位置。為了防止忘記初始化next操作，需要用到裝飾器來解決此問題

def?init(func):def?wrapper(*args,**kwargs):builder?=?func(*args,**kwargs)next(builder)????#?這個地方是關鍵可以使用builder.send("None")，第一次必須傳入None。return?builderreturn?wrapper @init def?creater(name):print('%s?start?to?eat?food'?%name)food_list?=?[]while?True:food?=?yield?food_listprint('%s?get?%s?,to?start?eat'?%(name,food))food_list.append(food) #?獲取生成器 builder?=?creater("tom") #?現在是直接運行函數，無須再函數初始化 print(builder.send('包子')) print(builder.send('骨頭')) print(builder.send('菜湯'))

執行結果：

tom?start?to?eat?food tom?get?包子?,to?start?eat ['包子'] tom?get?骨頭?,to?start?eat ['包子',?'骨頭'] tom?get?菜湯?,to?start?eat ['包子',?'骨頭',?'菜湯']2.3?協程函數簡單應用

請給Tom投喂食物

def?init(func):def?wrapper(*args,**kwargs):builder?=?func(*args,**kwargs)next(builder)return?builderreturn?wrapper @init def?creater(name):print('%s?start?to?eat?food'?%name)food_list?=?[]while?True:food?=?yield?food_listprint('%s?get?%s?,to?start?eat'?%(name,food))food_list.append(food) def?food():builder?=?creater("Tom")while?True:food?=?input("請給Tom投喂食物：").strip()if?food?==?"q":print("投喂結束")return?0else:builder.send(food) if?__name__?==?'__main__':food()

執行結果：

Tom?start?to?eat?food 請給Tom投喂食物：骨頭 Tom?get?骨頭?,to?start?eat 請給Tom投喂食物：菜湯 Tom?get?菜湯?,to?start?eat 請給Tom投喂食物：q 投喂結束

2.4 協程函數的應用
實現linux中"grep -rl error <目錄>"命令，過濾一個文件下的子文件、字文件夾的內容中的相應的內容的功能程序
首先了解一個OS模塊中的walk方法,能夠把參數中的路徑下的文件夾打開并返回一個元組

>>>?import?os?#?導入模塊 >>>?os.walk(r"E:\Python\script")?#使用r?是讓字符串中的符號沒有特殊意義，針對的是轉義 <generator?object?walk?at?0x00000000035D3F10> >>>?g?=?os.walk(r"E:\Python\script") >>>?next(g) ('E:\\Python\\script',?['.idea',?'函數'],?[])

返回的是一個元組，第一個元素是文件的路徑，第二個是文件夾，第三個是該路徑下的文件
這里需要用到一個寫程序的思想：面向過程編程
二、面向過程編程
面向過程：核心是過程二字，過程及即解決問題的步驟，基于面向過程設計程序就是一條工業流水線，是一種機械式的思維方式。流水線式的編程思想，在設計程序時，需要把整個流程設計出來
優點：
1：體系結構更加清晰
2：簡化程序的復雜度
缺點：
可擴展性極其的差，所以說面向過程的應用場景是：不需要經常變化的軟件，如：linux內核，httpd，git等軟件

下面就根據面向過程的思想完成協程函數應用中的功能
目錄結構：

test ├──?aa │???├──?bb1 │????│????└──?file2.txt │???└──?bb2 │???????└──?file3.txt └─?file1.txt 文件內容： file1.txt：error123 file2.txt：123 file3.txt：123error

程序流程
?? ?第一階段：找到所有文件的絕對路徑
?? ?第二階段：打開文件
?? ?第三階段：循環讀取每一行
?? ?第四階段：過濾“error”
?? ?第五階段：打印該行屬于的文件名

第一階段：找到所有文件的絕對路徑
g是一個生成器，就能夠用next()執行，每次next就是運行一次，這里的運行結果是依次打開文件的路徑

>>>?import?os >>>?g?=?os.walk(r"E:\Python\script\函數\test") >>>?next(g) ('E:\\Python\\script\\函數\\test',?['aa'],?[]) >>>?next(g) ('E:\\Python\\script\\函數\\test\\aa',?['bb1',?'bb2'],?['file1.txt']) >>>?next(g) ('E:\\Python\\script\\函數\\test\\aa\\bb1',?[],?['file2.txt']) >>>?next(g) ('E:\\Python\\script\\函數\\test\\aa\\bb2',?[],?['file3.txt']) >>>?next(g) Traceback?(most?recent?call?last):File?"<input>",?line?1,?in?<module> StopIteration

我們在打開文件的時候需要找到文件的絕對路徑，現在可以通過字符串拼接的方法把第一部分和第三部分進行拼接
用循環打開：

import?os dir_g?=?os.walk(r"E:\Python\script\函數\test") for?dir_path?in?dir_g:print(dir_path)

結果：

('E:\\Python\\script\\函數\\test',?['aa'],?[]) ('E:\\Python\\script\\函數\\test\\aa',?['bb1',?'bb2'],?['file1.txt']) ('E:\\Python\\script\\函數\\test\\aa\\bb1',?[],?['file2.txt']) ('E:\\Python\\script\\函數\\test\\aa\\bb2',?[],?['file3.txt'])

將查詢出來的文件和路徑進行拼接，拼接成絕對路徑

import?os dir_g?=?os.walk(r"E:\Python\script\函數\test") for?dir_path?in?dir_g:for?file?in?dir_path[2]:file?=?"%s\\%s"?%(dir_path[0],file)print(file)

執行結果：

E:\Python\script\函數\test\aa\file1.txt E:\Python\script\函數\test\aa\bb1\file2.txt E:\Python\script\函數\test\aa\bb2\file3.txt

用函數實現:

import?os def?search():while?True:dir_name?=?yielddir_g?=?os.walk(dir_name)for?dir_path?in?dir_g:for?file?in?dir_path[2]:file?=?"%s\\%s"?%(dir_path[0],file)print(file) g?=?search() next(g) g.send(r"E:\Python\script\函數\test")

為了把結果返回給下一流程

@init???#?初始化生成器 def?search(target):while?True:dir_name?=?yielddir_g?=?os.walk(dir_name)for?pardir,_,files?in?dir_g:for?file?in?files:abspath?=?r"%s\%s"?%(pardir,file)target.send(abspath)

第二階段：打開文件

@init def?opener(target):while?True:abspath=yieldwith?open(abspath,'rb')?as?f:target.send((abspath,f))

第三階段：循環讀出每一行內容

@init def?cat(target):while?True:abspath,f=yield?#(abspath,f)for?line?in?f:res=target.send((abspath,line))if?res:break

第四階段：過濾

@init def?grep(pattern,target):tag=Falsewhile?True:abspath,line=yield?tagtag=Falseif?pattern?in?line:target.send(abspath)tag=True

第五階段：打印該行屬于的文件名

@init def?printer():while?True:abspath=yieldprint(abspath) g?=?search(opener(cat(grep('error'.encode('utf-8'),?printer())))) g.send(r'E:\Python\script\函數\test')

執行結果：

E:\Python\script\函數\test\aa\file1.txt E:\Python\script\函數\test\aa\bb2\file3.txt

轉載于:https://blog.51cto.com/xuanwei/1953449

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python自动化运维之高级函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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