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Python自动化运维之高级函数

日期:2017-08-03点击:401

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、Python中如何实现协程
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。

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

执行结果:

<generator object eater at 0x0000000002140FC0>

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,

def creater(name):     print('%s start to eat food' %name)     food_list = []     while True:         food = yield food_list         print('%s get %s ,to start eat' %(name,food))         food_list.append(food) # 获取生成器 builder = creater('tom') # 现在是运行函数,让函数初始化 next(builder) print(builder.send('包子')) print(builder.send('骨头')) print(builder.send('菜汤')) 执行结果:
tom start to eat food tom get 包子 ,to start eat ['包子'] tom get 骨头 ,to start eat ['包子', '骨头'] tom get 菜汤 ,to start eat ['包子', '骨头', '菜汤']

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

def init(func):     def wrapper(*args,**kwargs):         builder = func(*args,**kwargs)         next(builder)    # 这个地方是关键可以使用builder.send("None"),第一次必须传入None。         return builder     return wrapper @init def creater(name):     print('%s start to eat food' %name)     food_list = []     while True:         food = yield food_list         print('%s get %s ,to start eat' %(name,food))         food_list.append(food) # 获取生成器 builder = creater("tom") # 现在是直接运行函数,无须再函数初始化 print(builder.send('包子')) print(builder.send('骨头')) print(builder.send('菜汤'))

执行结果:

tom start to eat food tom get 包子 ,to start eat ['包子'] tom get 骨头 ,to start eat ['包子', '骨头'] tom get 菜汤 ,to start eat ['包子', '骨头', '菜汤'] 2.3 协程函数简单应用

请给Tom投喂食物

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

执行结果:

Tom start to eat food 请给Tom投喂食物:骨头 Tom get 骨头 ,to start eat 请给Tom投喂食物:菜汤 Tom get 菜汤 ,to start eat 请给Tom投喂食物:q 投喂结束

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

>>> import os # 导入模块 >>> os.walk(r"E:\Python\script") #使用r 是让字符串中的符号没有特殊意义,针对的是转义 <generator object walk at 0x00000000035D3F10> >>> g = os.walk(r"E:\Python\script") >>> next(g) ('E:\\Python\\script', ['.idea', '函数'], [])

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:

test ├── aa │   ├── bb1 │    │    └── file2.txt │   └── bb2 │       └── file3.txt └─ file1.txt 文件内容: file1.txt:error123 file2.txt:123 file3.txt:123error

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

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

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:

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

结果:

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

将查询出来的文件和路径进行拼接,拼接成绝对路径

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

执行结果:

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

用函数实现:

import os def search():     while True:         dir_name = yield         dir_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\函数\test")

为了把结果返回给下一流程

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

第二阶段:打开文件

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

第三阶段:循环读出每一行内容

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

第四阶段:过滤

@init def grep(pattern,target):     tag=False     while True:         abspath,line=yield tag         tag=False         if pattern in line:             target.send(abspath)             tag=True


第五阶段:打印该行属于的文件名

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

执行结果:

E:\Python\script\函数\test\aa\file1.txt E:\Python\script\函数\test\aa\bb2\file3.txt
原文链接:https://blog.51cto.com/xuanwei/1953449
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