协程（Coroutines），也叫纤程（Fiber）。全称协同程序，用来实现任务协作。是一种在线程中，比线程更轻量化的存在，由程序员自己写程序来管理。当出现IO阻塞时，CPU一直等待IO返回，处于空转状态。这时候用协程，可以执行其他任务。当IO返回结果后，再回来处理数据。充分利用了IO等待时间，提高了效率。

协程的核心（控制流的让出和恢复）

• 每个协程有自己的执行栈，可以保存自己的执行现场
• 可以由用户程序按需创建协程
• 协程主动让出（yield）执行权时，会保存执行现场（保存中断时的寄存器上下文和栈），然后切换到其他协程
• 协程恢复执行（resume）时，根据之前保存的执行现场恢复到中断前的状态，继续执行，这样就通过协程实现了轻量的由用户调度的多任务模型

协程和多线程比较

有三个任务要完成，每个任务都在等待I/O操作时阻塞自身。阻塞在I/O操作上花的时间是灰色部分

1.  在单线程同步模型中，任务按照顺序执行。如果某个任务因为I/O阻塞，其他所有的任务都必须等待，直到它完成之后它们才能依次执行。
2. 多线程版本中，这3个任务分别在独立的线程中执行。这些线程由操作系统来管理，在多处理器系统上可以并行处理，或者在单处理器上交错执行。这使得当某个线程阻塞在某个资源的同时，其他线程可以继续执行
3. 协程版本的程序中，3个任务交错执行，但仍然在一个单独的线程控制中。当处理I/O或者其他昂贵的操作时，注册一个回调到时间循环中，然后当I/O操作完成时继续执行。回调描述了该如何处理某个事件。事件循环轮询所有的事件，当事件到来时将它们分配给等待处理事件的回调函数。

协程的优点

1. 由于自生带有上下文和栈，无需线程上下文切换的开销，属于程序级别的切换，操作系统完全感知不到，因而更加轻量级
2. 无需原子操作的锁定及同步的开销
3. 方便切换控制流，简化编程模型
4. 单线程内就可以实现并发的效果，最大限度地利用CPU，且可扩展性高，低成本。

asyncio协程是写爬虫比较好的方式。比多线程和多进程都好。开辟新的线程和进程是非常耗时的。

协程的缺点

1. 无法利用多核资源：协程的本质是个单线程，它不能同时将单个CPU的多个核用上，协程需要和进程配合才能运行在多个CPU上。
2. 当让我们日常所编写的绝大部分应用都没有这个必要，除非是CPU密集型引用。

asyncio实现协程

1. 正常的函数执行时是不会中断的，所以你要写一个能够中断的函数，就需要加async
2. async用来声明一个函数为异步函数，异步函数的特点就是能在函数执行过程中挂起，去执行其他异步函数，等到挂起条件消失后再回来执行。
3. await用来声明程序挂起，比如异步程序执行到某一步时需要等待的时间很长，就将此挂起，去执行其他的异步程序
4. asyncio是Python3.5之后的协程模块，是Python实现并发重要的包，这个包使用时间虚幻驱动实现并发

#encoding=utf-8
# 不适用asyncio的任务切换
import time
def func1():
    for i in range(3):
        print(f"原神启动{i}次")
        time.sleep(1)
    return "func1执行完毕"

def func2():
    for i in range(3):
        print(f"老头环启动{i}次")
        time.sleep(1)
    return "func2执行完毕"

def main():
    func1()
    func2()

if __name__ == '__main__':
    start_time = time.time()
    main()
    end_time = time.time()
    print(f"耗时{end_time-start_time}")

"""
原神启动0次
原神启动1次
原神启动2次
老头环启动0次
老头环启动1次
老头环启动2次
耗时6.057191848754883

Process finished with exit code 0
"""

# encoding=utf-8
# asyncio异步IO的典型使用方式
import asyncio
import time

async def func1():
    for i in range(3):
        print(f"原神启动{i}次")
        await asyncio.sleep(1)
    return "func1执行完毕"

async def func2():
    for i in range(3):
        print(f"老头环启动{i}次")
        await asyncio.sleep(1)
    return "func2执行完毕"

async def main():
    res = await asyncio.gather(func1(),func2())
    print(res)

if __name__ == '__main__':
    start_time = time.time()
    asyncio.run(main())
    end_time = time.time()
    print(f"耗时{end_time-start_time}")

"""
原神启动0次
老头环启动0次
原神启动1次
老头环启动1次
原神启动2次
老头环启动2次
['func1执行完毕', 'func2执行完毕']
耗时3.0223679542541504

Process finished with exit code 0
"""