Python自动化运维之高级函数

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一、协程

1.1协程的概念

协程,又称微线程,纤程。英文名Coroutine。一句话说明什么是线程:协程是一种用户态的轻量级线程。(其实并没有说明白~)

那么这么来理解协程比较容易: 

线程是系统级别的,它们是由操作系统调度;协程是程序级别的,由程序员根据需要自己调度。我们把一个线程中的一个个函数叫做子程序,那么子程序在执行过程中可以中断去执行别的子程序;别的子程序也可以中断回来继续执行之前的子程序,这就是协程。也就是说同一线程下的一段代码执行着执行着就可以中断,然后跳去执行另一段代码,当再次回来执行代码块的时候,接着从之前中断的地方开始执行。

比较专业的理解是:

协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时,将寄存器上下文和栈保存到其他地方,在切回来的时候,恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此:协程能保留上一次调用时的状态(即所有局部状态的一个特定组合),每次过程重入时,就相当于进入上一次调用的状态,换种说法:进入上一次离开时所处逻辑流的位置。

1.2 协程的优缺点

协程的优点:

  1. 无需线程上下文切换的开销,协程避免了无意义的调度,由此可以提高性能(但也因此,程序员必须自己承担调度的责任,同时,协程也失去了标准线程使用多CPU的能力)

  2. 无需原子操作锁定及同步的开销

  3. 方便切换控制流,简化编程模型

  4. 高并发+高扩展性+低成本:一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理。

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CPU上.当然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密集型应用。

  2. 进行阻塞(Blocking)操作(如IO时)会阻塞掉整个程序

2.1 yield实现协程

前文所述“子程序(函数)在执行过程中可以中断去执行别的子程序;别的子程序也可以中断回来继续执行之前的子程序”,那么很容易想到Python的yield,显然yield是可以实现这种切换的。

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执行结果:

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由执行结果可以证明g现在就是生成器函数。

2.2 协程函数赋值过程

用的是yield的表达式形式,要先运行next(),让函数初始化并停在yield,然后再send() ,send会在触发下一次代码的执行时,给yield赋值
next()和send() 都是让函数在上次暂停的位置继续运行,

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执行结果:

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需要注意的是每次都需要先运行next()函数,让程序停留在yield位置。
如果有多个这样的函数都需要执行next()函数,让程序停留在yield位置。为了防止忘记初始化next操作,需要用到装饰器来解决此问题

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执行结果:

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2,3 协程函数简单应用

请给Tom投喂食物

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执行结果:

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2.4 协程函数的应用

实现linux中"grep -rl error <目录>"命令,过滤一个文件下的子文件、字文件夹的内容中的相应的内容的功能程序。

首先了解一个OS模块中的walk方法,能够把参数中的路径下的文件夹打开并返回一个元组:

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返回的是一个元组,第一个元素是文件的路径,第二个是文件夹,第三个是该路径下的文件

这里需要用到一个写程序的思想:面向过程编程

二、面向过程编程

面向过程:核心是过程二字,过程及即解决问题的步骤,基于面向过程设计程序就是一条工业流水线,是一种机械式的思维方式。流水线式的编程思想,在设计程序时,需要把整个流程设计出来

优点:

1:体系结构更加清晰

2:简化程序的复杂度

缺点:

可扩展性极其的差,所以说面向过程的应用场景是:不需要经常变化的软件,如:linux内核,httpd,git等软件

下面就根据面向过程的思想完成协程函数应用中的功能

目录结构:

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程序流程

第一阶段:找到所有文件的绝对路径

第二阶段:打开文件

第三阶段:循环读取每一行

第四阶段:过滤“error”

第五阶段:打印该行属于的文件名

第一阶段:找到所有文件的绝对路径

g是一个生成器,就能够用next()执行,每次next就是运行一次,这里的运行结果是依次打开文件的路径

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我们在打开文件的时候需要找到文件的绝对路径,现在可以通过字符串拼接的方法把第一部分和第三部分进行拼接

用循环打开:

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结果:

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将查询出来的文件和路径进行拼接,拼接成绝对路径

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执行结果:

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用函数实现:

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为了把结果返回给下一流程

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第二阶段:打开文件

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第三阶段:循环读出每一行内容

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第四阶段:过滤

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第五阶段:打印该行属于的文件名

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执行结果:

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作者:炫维

来源:http://xuanwei.blog.51cto.com/11489734/1953449

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