Python 协程与 JavaScript 协程的对比
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2021-10-20 14:38
前言
共同诉求
随着 cpu 多核化，都需要实现由于自身历史原因（单线程环境）下的并发功能
简化代码，避免回调地狱，关键字支持
有效利用操作系统资源和硬件：协程相比线程，占用资源更少，上下文更快
什么是协程？
可以暂停执行（暂停的表达式称为暂停点) 可以从挂起点恢复（保留其原始参数和局部变量） 事件循环是异步编程的底层基石
混乱的历史
Python 协程的进化
Python2.2 中，第一次引入了生成器
Python2.5 中，yield 关键字被加入到语法中
Python3.4 时有了 yield from（yield from 约等于 yield + 异常处理 + send）， 并试验性引入的异步 I/O 框架 asyncio（PEP 3156）
Python3.5 中新增了 async/await 语法（PEP 492）
Python3.6 中 asyncio 库"转正" （之后的官方文档就清晰了很多）
def foo():
print("foo start")
a = yield 1
print("foo a", a)
yield 2
yield 3
print("foo end")
gen = foo()
# print(gen.next())
# gen.send("a")
# print(gen.next())
# print(foo().next())
# print(foo().next())
# 在python3.x版本中,python2.x的g.next()函数已经更名为g.__next__(),使用next(g)也能达到相同效果。
# next()跟send()不同的地方是,next()只能以None作为参数传递,而send()可以传递yield的值.
print(next(gen))
print(gen.send("a"))
print(next(gen))
print(next(foo()))
print(next(foo()))
list(foo())
"""
foo start
1
foo a a
2
3
foo start
1
foo start
1
foo start
foo a None
foo end
"""
JavaScript 协程的进化
同步代码
异步 JavaScript: callback hell
ES6 引入 Promise/a+， 生成器 Generators（语法 function foo(){}* 可以赋予函数执行暂停/保存上下文/恢复执行状态的功能）， 新关键词 yield 使生成器函数暂停。
ES7 引入 async函数/await语法糖，async 可以声明一个异步函数（将 Generator 函数和自动执行器，包装在一个函数里），此函数需要返回一个 Promise 对象。await 可以等待一个 Promise 对象 resolve，并拿到结果
function* foo() {
console.log("foo start")
a = yield 1;
console.log("foo a", a)
yield 2;
yield 3;
console.log("foo end")
}
const gen = foo();
console.log(gen.next().value); // 1
// gen.send("a") // http://www.voidcn.com/article/p-syzbwqht-bvv.html SpiderMonkey引擎支持 send 语法
console.log(gen.next().value); // 2
console.log(gen.next().value); // 3
console.log(foo().next().value); // 1
console.log(foo().next().value); // 1
/*
foo start
1
foo a undefined
2
3
foo start
1
foo start
1
*/
Python 协程成熟体
协程(coroutine)
协程函数：定义形式为 async def 的函数;
协程对象：调用 协程函数 所返回的对象
旧式基于 generator（生成器）的协程
任务(Task 对象):
任务 被用来“并行的”调度协程, 当一个协程通过 asyncio.create_task() 等函数被封装为一个 任务，该协程会被自动调度执行
Task 对象被用来在事件循环中运行协程。如果一个协程在等待一个 Future 对象，Task 对象会挂起该协程的执行并等待该 Future 对象完成。当该 Future 对象 完成，被打包的协程将恢复执行。
事件循环使用协同日程调度: 一个事件循环每次运行一个 Task 对象。而一个 Task 对象会等待一个 Future 对象完成，该事件循环会运行其他 Task、回调或执行 IO 操作。
asyncio.Task 从 Future 继承了其除 Future.set_result() 和 Future.set_exception() 以外的所有 API。
未来对象(Future):
Future 对象用来链接 底层回调式代码 和高层异步/等待式代码。
不用回调方法编写异步代码后，为了获取异步调用的结果，引入一个 Future 未来对象。Future 封装了与 loop 的交互行为，add_done_callback 方法向 epoll 注册回调函数，当 result 属性得到返回值后，会运行之前注册的回调函数，向上传递给 coroutine。
几种事件循环(event loop)：
libevent/libev：Gevent（greenlet + 前期 libevent，后期 libev）使用的网络库，广泛应用；
tornado：tornado 框架自己实现的 IOLOOP；
picoev：meinheld（greenlet+picoev）使用的网络库，小巧轻量，相较于 libevent 在数据结构和事件检测模型上做了改进，所以速度更快。但从 github 看起来已经年久失修，用的人不多。
uvloop：Python3 时代的新起之秀。Guido 操刀打造了 asyncio 库，asyncio 可以配置可插拔的event loop，但需要满足相关的 API 要求，uvloop 继承自 libuv，将一些低层的结构体和函数用 Python 对象包装。目前 Sanic 框架基于这个库
例子
import asyncio
import time
async def exec():
await asyncio.sleep(2)
print('exec')
# 这种会和同步效果一直
# async def go():
# print(time.time())
# c1 = exec()
# c2 = exec()
# print(c1, c2)
# await c1
# await c2
# print(time.time())
# 正确用法
async def go():
print(time.time())
await asyncio.gather(exec(),exec()) # 加入协程组统一调度
print(time.time())
if __name__ == "__main__":
asyncio.run(go())
JavaScript 协程成熟体
Promise 继续使用
pending: 初始状态，既不是成功，也不是失败状态。 fulfilled: 意味着操作成功完成。 rejected: 意味着操作失败。
async、await语法糖
js 异步执行的运行机制
所有任务都在主线程上执行，形成一个执行栈。
主线程之外，还存在一个"任务队列"（task queue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。
一旦"执行栈"中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取"任务队列"。那些对应的异步任务，结束等待状态，进入执行栈并开始执行。
例子
var sleep = function (time) {
console.log("sleep start")
return new Promise(function (resolve, reject) {
setTimeout(function () {
resolve();
}, time);
});
};
async function exec() {
await sleep(2000);
console.log("sleep end")
}
async function go() {
console.log(Date.now())
c1 = exec()
console.log("-------1")
c2 = exec()
console.log(c1, c2)
await c1;
console.log("-------2")
await c2;
console.log(c1, c2)
console.log(Date.now())
}
go();
event loop 将任务划分：
主线程循环从"任务队列"中读取事件
宏队列（macro task）js 同步执行的代码块，setTimeout、setInterval、XMLHttprequest、setImmediate、I/O、UI rendering等，本质是参与了事件循环的任务
微队列（micro task）Promise、process.nextTick（node环境）、Object.observe， MutationObserver等，本质是直接在 Javascript 引擎中的执行的没有参与事件循环的任务
总结与对比
| 说明 | python | JavaScript | 点评 |
|---|---|---|---|
| 进程 | 单进程 | 单进程 | 一致 |
| 中断/恢复 | yield,yield from,next,send | yield,next | 基本相同，但 JavaScript 对 send 没啥需求 |
| 未来对象(回调包装) | Futures | Promise | 解决 callback，思路相同 |
| 生成器 | generator | Generator | 将 yield 封装为协程Coroutine，思路一样 |
| 成熟后关键词 | async、await | async、await | 关键词支持，一毛一样 |
| 事件循环 | asyncio 应用的核心。事件循环会运行异步任务和回调，执行网络 IO 操作，以及运行子进程。asyncio 库支持的 API 较多，可控性高 | 基于浏览器环境基本是黑盒，外部基本无法控制，对任务有做优先级分类，调度方式有区别 | 这里有很大区别，运行环境不同，对任务的调度先后不同，Python 可能和 Node.js 关于事件循环的可比性更高些，这里还需需要继续学习 |
到这里就基本结束了，看完不知道你会有什么感想，如有错误还请不吝赐教。
原文链接：https://www.cnblogs.com/lgjbky/p/14759463.html
文章转载：Python编程学习圈
（版权归原作者所有，侵删）
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