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Python 协程与生成器关系解析

舞姬之光

舞姬之光

发布时间:2026-02-26 19:49:18

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来源于php中文网

原创

python协程本质是生成器的扩展,但用途不同:生成器用于惰性产出数据,协程用于异步控制流;语法上,async/await是生成器语义的升级,原生协程对象不可用next()驱动,且只能await一次。

python 协程与生成器关系解析

Python 协程本质上是生成器的扩展,但二者在设计目的、语法支持和运行机制上有明确区分:生成器用于惰性产生数据,协程用于暂停/恢复执行以实现异步逻辑。

生成器是协程的语法基础

Python 3.4 之前,协程完全基于生成器实现(即 基于生成器的协程)。通过 yieldsend(),函数既能产出值,也能接收外部传入的值,从而具备“暂停-恢复”能力。这种能力被 asyncio 早期版本用作协程底层机制。

  • def gen(): yield 1 是生成器函数,调用返回生成器对象;
  • def coro(): yield from asyncio.sleep(1) 在 Python 3.4–3.5 中属于生成器式协程,需用 @asyncio.coroutine 装饰器标记;
  • 两者都依赖生成器对象的 __next__()send() 方法驱动执行。

async/await 是生成器语义的语法糖升级

Python 3.5 引入 async/await 后,原生协程(coroutine object)不再继承生成器类型,但行为逻辑仍与生成器高度一致:可挂起、可等待、有状态机控制流。

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  • async def f(): await asyncio.sleep(1) 返回的是 coroutine 对象,不是 generator
  • 它不能用 next()send() 驱动,必须由事件循环用 send() 内部机制调度(底层仍复用生成器状态机);
  • await 只能接 awaitable 对象(包括协程、带 __await__ 的对象、生成器经 types.coroutine 转换后也可成为 awaitable)。

关键区别:用途、类型与错误边界

生成器关注“产出”,协程关注“控制流协作”。混淆二者容易导致运行时错误。

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

  • 生成器抛出 StopIteration 表示结束;协程抛出 StopIteration(或返回值)表示完成,但该异常会被事件循环捕获并转为返回值;
  • 直接调用 next(gen) 是合法的,但 next(coro) 会报 TypeError: 'coroutine' object is not an iterator
  • 生成器可迭代多次(重用需重建),协程对象只能被调度一次,重复 await 会触发 RuntimeError: cannot reuse already awaited coroutine

实际开发中如何选择

除非需要手动控制迭代逻辑(如流式解析、内存敏感的数据管道),否则应优先使用 async/await 编写协程;生成器更适合同步场景下的惰性计算。

  • 要异步读文件?用 async def read_async() + await aiofiles.open()
  • 要逐行处理超大 CSV?用 def csv_rows(): yield row(同步生成器);
  • 需把旧生成器变成 awaitable?可用 @types.coroutine 装饰,但仅限兼容场景,不推荐新代码使用。

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