协程的发展流程

再来回顾一下协程的发展流程：
python2.5 为生成器引用.send()、.throw()、.close()方法
python3.3 为引入yield from，可以接收返回值，可以使用yield from定义协程
Python3.4 加入了asyncio模块
Python3.5 增加async、await关键字，在语法层面的提供支持
python3.7 使用 async def + await 的方式定义协程
python3.10 移除 以 yield from 的方式定义协程

旧协程
是指以
yield
、
yield from
等生成器语法为基础的协程实现
新协程
是指以
asyncio
、
async
、
await
等关键字为基础的协程实现
两种协程的实现方式在协程发展史上有一段交集，并且旧协程基于生成器的协程语法让生成器和协程两个概念混淆，所以对学习者会造成一定的困扰。本篇主要说明两种协程的实现方式的差异。

旧协程回顾

旧协程以yield关键字为核心，通过yield关键提供的代码执行暂停、恢复的能力，实现函数交替的执行，cpu的转让等能力。

import time


def consume():
    r = ''
    while True:
        n = yield r
        print(f'[consumer] 开始消费 {n}...')
        time.sleep(1)
        r = f'{n} 消费完成'


def produce(c):
    next(c)
    n = 0
    while n < 5:
        n = n + 1
        print(f'[producer] 生产了 {n}...')
        r = c.send(n)
        print(f'[producer] consumer return: {r}')
    c.close()


if __name__=='__main__':
    c = consume()
    produce(c)

执行结果：

[producer] 生产了 1...
[consumer] 开始消费 1...
[producer] consumer return: 1 消费完成
[producer] 生产了 2...
[consumer] 开始消费 2...
[producer] consumer return: 2 消费完成
[producer] 生产了 3...
[consumer] 开始消费 3...
[producer] consumer return: 3 消费完成
[producer] 生产了 4...
[consumer] 开始消费 4...
[producer] consumer return: 4 消费完成
[producer] 生产了 5...
[consumer] 开始消费 5...
[producer] consumer return: 5 消费完成

结果分析：
当消费者
consume
执行到
n = yield r
时，流程暂停，将cpu交还给调用方
produce
。

在
asyncio初识篇
中提到过，协程最重要的两个因素是
事件循环
+
任务
。用yield实现的协程中，
consume
和
produce
中的 while循环共同作用下实现了一个事件循环的功能，
yield
和
send
实现了任务的暂停和继续执行。

总结来说协程需要的两个能力
事件循环
和
任务暂停和继续
，在旧协程中的实现分别是：

1. 事件循环通过手动编写while循环代码实现
2. 代码暂停继续执行通过yield生成器的能力实现

新协程回顾

新协程是
asyncio
、
async
、
await
等关键字实现的。新协程是基于事件循环机制实现的，核心能力包括事件循环，任务，回调机制等。三者提供的能力分别是

1. asyncio 提供了事件循环
2. async 提供了协程标识
3. await 提供了流程挂起能力

import asyncio


async def coro1():
    print("start coro1")
    await asyncio.sleep(2)
    print("end coro1")


async def coro2():
    print("start coro2")
    await asyncio.sleep(1)
    print("end coro2")


# 创建事件循环
loop = asyncio.get_event_loop()


# 创建任务
task1 = loop.create_task(coro1())
task2 = loop.create_task(coro2())

# 运行协程
loop.run_until_complete(asyncio.gather(task1, task2))

# 关闭事件循环
loop.close()

结果

start coro1
start coro2
end coro2
end coro1

结果分析：
当
coro1
执行到
await asyncio.sleep(2)
时，流程挂起，将cpu交还给事件循环，等待事件循环的下一次调度，而事件循环调度到
coro2
继续执行。

协程的两个重要能力
事件循环
和
任务暂停和继续
，分别的实现者：

1. 事件循环通过asyncio提供的loop实现
2. 程序挂起通过 await 关键字实现

新旧协程实现的对比

asyncio
和
yield
是用于实现异步编程的两种不同的机制。

yield
是一种用于生成器（Generator）函数的关键字，用于创建可暂停和恢复执行的函数。当一个函数中包含
yield
语句时，它会返回一个生成器对象，可以通过调用生成器的
next()
方法或使用
for
循环来逐步迭代生成器函数中的值。

通过使用
yield
，我们可以将一个函数分割成多个代码块，并在每个代码块之间进行切换执行。这使得我们可以在函数执行过程中临时挂起函数的执行，然后再次恢复执行。

asyncio
是 Python 提供的标准库，用于编写异步代码。它基于事件循环（Event Loop）模式，允许我们在单线程中处理多个并发任务，并通过协程（Coroutine）来管理异步操作。

asyncio
使用了
async
和
await
这两个关键字来定义协程函数。在协程函数中可以使用
await
关键字来暂停当前协程的执行，等待某个异步操作的完成，然后恢复执行。

总结来说：
旧协程：通过
yield关键字的暂停和恢复执行的能力
实现协程
新协程：通过
事件循环机制，await关键字挂起流程能力
实现协程

await 和 yield 的关系

await
关键字和
yield
关键字都可以用于控制流的暂停和恢复，都属于python的关键字，但是它们在协程的实现上有所不同。

相同点：

1. 控制流暂停和恢复
   ：无论是
   await
   还是
   yield
   ，它们都可以使代码在某个点暂停执行，并在稍后的时间点继续执行。
2. 协程支持
   ：
   await
   和
   yield
   都与协程（Coroutine）密切相关。它们都能够用于定义和管理协程，使得异步代码的编写更加简单和易读。

区别：

1. 语法差异
   ：
   await
   是 Python 3.5 引入的关键字，用于异步函数中暂停执行等待异步操作完成。而
   yield
   是早期协程的关键字，主要用于生成器（Generator）函数，用于创建迭代器和实现惰性计算，早期通过生成器的能力来实现协程。
2. 语义
   ：

• await
  表示当前协程需要等待一个异步操作的完成，并挂起执行，让其他任务有机会执行。

• yield
  是将执行的控制权交给调用方，同时保存函数的状态，以便在下次迭代时从上一次暂停的位置恢复执行。

    await将程序挂起，让事件循环调度新的任务。yield将程序挂起，等待调用方的下一步指令。
  

3. 上下文
   ：
   await
   必须在异步上下文中使用，例如在异步函数中或者在
   async with
   块中。而
   yield
   可以在普通函数中使用，即使没有使用协程的上下文。
4. 返回值
   ：
   yield
   返回生成器对象，通过调用
   next()
   方法或使用
   for
   循环逐步迭代生成器中的值。而
   await
   返回一个可等待对象（Awaitable），它可以是
   Future
   、
   Task
   、
   Coroutine
   等。

总结：
await 不是通过 yield 来实现的程序暂停和执行，两者有相似的能力，但完全没有调用关系，都是属于python关键字。

• await
  适用于异步编程场景，用于等待异步操作的完成，同时支持更灵活的协程管理。
• yield
  则主要用于生成器函数，用于实现迭代器和惰性计算。

它们在应用场景和语法上存在一些差异，但都为我们提供了控制流的暂停和恢复的能力。

以上就是新旧协程的实现方法，对比了两种协程的实现方法，比较了yield关键字既作为生成器又实现协程有点混淆的用法，比较了都可以暂停恢复的关键字yield和await。这些内容是协程原理的核心知识，理解有难度。