标签：catch new 访问 exception overflow 查看 hello present hash
正文
在前面的文章中提到python原生的generator是semicoroutine，而greenlet是 真 协程。本文内容主要来自对官网文档的翻译，在其中也加入了很多自己的理解和例子。主要包括以下内容：什么是greenlet，greenlet的切换与函数调用的区别,greenlet的生命周期，以及使用greenlet的注意事项。
Greenlet是python的一个C扩展，来源于Stackless python，旨在提供可自行调度的‘微线程’， 即协程。generator实现的协程在yield value时只能将value返回给调用者(caller)。 而在greenlet中，target.switch（value）可以切换到指定的协程（target）， 然后yield value。greenlet用switch来表示协程的切换，从一个协程切换到另一个协程需要显式指定。
greenlet的安装很简单：pip install greenlet 即可，安装好了之后我们来看一个官方的例子
1 from greenlet import greenlet 2 def test1(): 3 print 12 4 gr2.switch() 5 print 34 6 7 def test2(): 8 print 56 9 gr1.switch() 10 print 78 11 12 gr1 = greenlet(test1) 13 gr2 = greenlet(test2) 14 gr1.switch()
输出为：
12 56 34
当创建一个greenlet时，首先初始化一个空的栈， switch到这个栈的时候，会运行在greenlet构造时传入的函数（首先在test1中打印 12）， 如果在这个函数（test1）中switch到其他协程（到了test2 打印34），那么该协程会被挂起，等到切换回来（在test2中切换回来 打印34）。当这个协程对应函数执行完毕，那么这个协程就变成dead状态。
注意 上面没有打印test2的最后一行输出 78，因为在test2中切换到gr1之后挂起，但是没有地方再切换回来。这个可能造成泄漏，后面细说。
我们首先看一下greenlet这个module里面的属性
>>> dir(greenlet)
[‘GREENLET_USE_GC‘, ‘GREENLET_USE_TRACING‘, ‘GreenletExit‘, ‘_C_API‘, ‘__doc__‘, ‘__file__‘, ‘__name__‘, ‘__package__‘, ‘__version__‘, ‘error‘, ‘getcurrent‘, ‘gettrace‘, ‘greenlet‘, ‘settrace‘]
>>>
其中，比较重要的是getcurrent()， 类greenlet、异常类GreenletExit。
getcurrent()返回当前的greenlet实例；
GreenletExit：是一个特殊的异常，当触发了这个异常的时候，即使不处理，也不会抛到其parent（后面会提到协程中对返回值或者异常的处理）
然后我们再来看看greenlet.greenlet这个类：
>>> dir(greenlet.greenlet)
[‘GreenletExit‘, ‘__class__‘, ‘__delattr__‘, ‘__dict__‘, ‘__doc__‘, ‘__format__‘, ‘__getattribute__‘, ‘__getstate__‘, ‘__hash__‘, ‘__init__‘, ‘__new__‘, ‘__nonzero__‘, ‘__reduce__‘, ‘__reduce_ex__‘, ‘__repr__‘, ‘__setattr__‘, ‘__sizeof__‘, ‘__str__‘, ‘__subclasshook__‘, ‘_stack_saved‘, ‘dead‘, ‘error‘, ‘getcurrent‘, ‘gettrace‘, ‘gr_frame‘, ‘parent‘, ‘run‘, ‘settrace‘,‘switch‘, ‘throw‘]
>>>
比较重要的几个属性：
run：当greenlet启动的时候会调用到这个callable，如果我们需要继承greenlet.greenlet时，需要重写该方法
switch：前面已经介绍过了，在greenlet之间切换
parent：可读写属性，后面介绍
dead：如果greenlet执行结束，那么该属性为true
throw：切换到指定greenlet后立即跑出异常
文章后面提到的greenlet大多都是指greenlet.greenlet这个class，请注意区别
对于greenlet，最常用的写法是 x = gr.switch(y)。 这句话的意思是切换到gr，传入参数y。当从其他协程（不一定是这个gr）切换回来的时候，将值付给x。
1 import greenlet
2 def test1(x, y):
3 z = gr2.switch(x+y)
4 print(‘test1 ‘, z)
5
6 def test2(u):
7 print(‘test2 ‘, u)
8 gr1.switch(10)
9
10 gr1 = greenlet.greenlet(test1)
11 gr2 = greenlet.greenlet(test2)
12 print gr1.switch("hello", " world")
输出：
(‘test2 ‘, ‘hello world‘)
(‘test1 ‘, 10)
None
上面的例子，第12行从main greenlet切换到了gr1，test1第3行切换到了gs2，然后gr1挂起，第8行从gr2切回gr1时，将值（10）返回值给了 z。
每一个Greenlet都有一个parent，一个新的greenlet在哪里创生，当前环境的greenlet就是这个新greenlet的parent。所有的greenlet构成一棵树，其跟节点就是还没有手动创建greenlet时候的”main” greenlet（事实上，在首次import greenlet的时候实例化）。当一个协程 正常结束，执行流程回到其对应的parent；或者在一个协程中抛出未被捕获的异常，该异常也是传递到其parent。学习python的时候，有一句话会被无数次重复”everything is oblect”, 在学习greenlet的调用中，同样有一句话应该深刻理解， “switch not call”。
1 import greenlet
2 def test1(x, y):
3 print id(greenlet.getcurrent()), id(greenlet.getcurrent().parent) # 40240272 40239952
4 z = gr2.switch(x+y)
5 print ‘back z‘, z
6
7 def test2(u):
8 print id(greenlet.getcurrent()), id(greenlet.getcurrent().parent) # 40240352 40239952
9 return ‘hehe‘
10
11 gr1 = greenlet.greenlet(test1)
12 gr2 = greenlet.greenlet(test2)
13 print id(greenlet.getcurrent()), id(gr1), id(gr2) # 40239952, 40240272, 40240352
14 print gr1.switch("hello", " world"), ‘back to main‘ # hehe back to main
上述例子可以看到，尽量是从test1所在的协程gr1 切换到了gr2，但gr2的parent还是’main’ greenlet，因为默认的parent取决于greenlet的创生环境。另外 在test2中return之后整个返回值返回到了其parent，而不是switch到该协程的地方（即不是test1），这个跟我们平时的函数调用不一样，记住“switch not call”。对于异常 也是展开至parent
mport greenlet
def test1(x, y):
try:
z = gr2.switch(x+y)
except Exception:
print ‘catch Exception in test1‘
def test2(u):
assert False
gr1 = greenlet.greenlet(test1)
gr2 = greenlet.greenlet(test2)
try:
gr1.switch("hello", " world")
except:
print ‘catch Exception in main‘
输出为：
catch Exception in main
文章开始的地方提到第一个例子中的gr2其实并没有正常结束，我们可以借用greenlet.dead这个属性来查看
1 from greenlet import greenlet 2 def test1(): 3 gr2.switch(1) 4 print ‘test1 finished‘ 5 6 def test2(x): 7 print ‘test2 first‘, x 8 z = gr1.switch() 9 print ‘test2 back‘, z 10 11 gr1 = greenlet(test1) 12 gr2 = greenlet(test2) 13 gr1.switch() 14 print ‘gr1 is dead?: %s, gr2 is dead?: %s‘ % (gr1.dead, gr2.dead) 15 gr2.switch() 16 print ‘gr1 is dead?: %s, gr2 is dead?: %s‘ % (gr1.dead, gr2.dead) 17 print gr2.switch(10)
输出：
test2 first 1
test1 finished
gr1 is dead?: True, gr2 is dead?: False
test2 back ()
gr1 is dead?: True, gr2 is dead?: True
10
从这个例子可以看出
Greenlet也提供了接口使得程序员可以监控greenlet的整个调度流程。主要是gettrace 和 settrace(callback)函数。下面看一个例子：
def test_greenlet_tracing():
def callback(event, args):
print event, ‘from‘, id(args[0]), ‘to‘, id(args[1])
def dummy():
g2.switch()
def dummyexception():
raise Exception(‘excep in coroutine‘)
main = greenlet.getcurrent()
g1 = greenlet.greenlet(dummy)
g2 = greenlet.greenlet(dummyexception)
print ‘main id %s, gr1 id %s, gr2 id %s‘ % (id(main), id(g1), id(g2))
oldtrace = greenlet.settrace(callback)
try:
g1.switch()
except:
print ‘Exception‘
finally:
greenlet.settrace(oldtrace)
test_greenlet_tracing()
输出：
main id 40604416, gr1 id 40604736, gr2 id 40604816
switch from 40604416 to 40604736
switch from 40604736 to 40604816
throw from 40604816 to 40604416
Exception
其中callback函数event是switch或者throw之一，表明是正常调度还是异常跑出；args是二元组，表示是从协程args[0]切换到了协程args[1]。上面的输出展示了切换流程：从main到gr1，然后到gr2，最后回到main。
使用greenlet需要注意一下三点：
第一：greenlet创生之后，一定要结束，不能switch出去就不回来了，否则容易造成内存泄露
第二：python中每个线程都有自己的main greenlet及其对应的sub-greenlet ，不能线程之间的greenlet是不能相互切换的
第三：不能存在循环引用，这个是官方文档明确说明
”Greenlets do not participate in garbage collection; cycles involving data that is present in a greenlet’s frames will not be detected. “
对于第一点，我们来看一个例子：
1 from greenlet import greenlet, GreenletExit 2 huge = [] 3 def show_leak(): 4 def test1(): 5 gr2.switch() 6 7 def test2(): 8 huge.extend([x* x for x in range(100)]) 9 gr1.switch() 10 print ‘finish switch del huge‘ 11 del huge[:] 12 13 gr1 = greenlet(test1) 14 gr2 = greenlet(test2) 15 gr1.switch() 16 gr1 = gr2 = None 17 print ‘length of huge is zero ? %s‘ % len(huge) 18 19 if __name__ == ‘__main__‘: 20 show_leak()
21 # output： length of huge is zero ? 100
在test2函数中 第11行，我们将huge清空，然后再第16行将gr1、gr2的引用计数降到了0。但运行结果告诉我们，第11行并没有执行，所以如果一个协程没有正常结束是很危险的，往往不符合程序员的预期。greenlet提供了解决这个问题的办法，官网文档提到：如果一个greenlet实例的引用计数变成0，那么会在上次挂起的地方抛出GreenletExit异常，这就使得我们可以通过try ... finally 处理资源泄露的情况。如下面的代码：
1 from greenlet import greenlet, GreenletExit 2 huge = [] 3 def show_leak(): 4 def test1(): 5 gr2.switch() 6 7 def test2(): 8 huge.extend([x* x for x in range(100)]) 9 try: 10 gr1.switch() 11 finally: 12 print ‘finish switch del huge‘ 13 del huge[:] 14 15 gr1 = greenlet(test1) 16 gr2 = greenlet(test2) 17 gr1.switch() 18 gr1 = gr2 = None 19 print ‘length of huge is zero ? %s‘ % len(huge) 20 21 if __name__ == ‘__main__‘: 22 show_leak() 23 # output : 24 # finish switch del huge 25 # length of huge is zero ? 0
上述代码的switch流程：main greenlet --> gr1 --> gr2 --> gr1 --> main greenlet, 很明显gr2没有正常结束（在第10行刮起了）。第18行之后gr1,gr2的引用计数都变成0，那么会在第10行抛出GreenletExit异常，因此finally语句有机会执行。同时，在文章开始介绍Greenlet module的时候也提到了，GreenletExit这个异常并不会抛出到parent，所以main greenlet也不会出异常。
看上去貌似解决了问题，但这对程序员要求太高了，百密一疏。所以最好的办法还是保证协程的正常结束。
之前的文章其实已经提到提到了coroutine协程的强大之处，对于异步非阻塞，而且还需要保留上下文的场景非常适用。greenlet跟强大，可以从一个协程切换到任意其他协程，这是generator做不到的，但这种能力其实也是双刃剑，前面的注意事项也提到了，必须保证greenlet的正常结束，在协程之间任意的切换很容易出问题。
比如对于服务之间异步请求的例子，简化为服务A的一个函数foo需要异步访问服务B，可以这样封装greenlet：用decorator装饰函数foo，当调用这个foo的时候建立一个greenlet实例，并为这个greenley对应一个唯一的gid，在foo方法发出异步请求（写到gid）之后，switch到parent，这个时候这个新的协程处于挂起状态。当请求返回之后，通过gid找到之前被挂起的协程，恢复该协程即可。More simple More safety，保证旨在main和一级子协程之间切换。需要注意的是处理各种异常 以及请求超时的情况，避免内存泄露，gvent对greenlet的使用大致也是这样的。
references：
http://www.cnblogs.com/xybaby/p/6323358.html
https://pypi.python.org/pypi/greenlet
https://en.wikipedia.org/wiki/Stackless_Python
http://greenlet.readthedocs.io/en/latest/
http://stackoverflow.com/questions/715758/coroutine-vs-continuation-vs-generator
标签：catch new 访问 exception overflow 查看 hello present hash
原文地址：http://www.cnblogs.com/yezuhui/p/6855640.html
