Python 协程相比线程的优势在哪里?

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python协程在I/O密集型场景下比线程更轻量高效,优势包括单线程高并发无锁开销、纳秒级切换、天然规避竞态、极低内存占用及与异步生态深度整合。

Python 协程相比线程的优势在哪里?

Python 协程在 I/O 密集型场景下比线程更轻量、更高效,核心优势在于单线程内高并发、无锁开销、上下文切换成本低,且天然避免竞态条件。

协程切换开销远低于线程切换

线程由操作系统调度,每次切换需保存寄存器、、页表等状态,涉及用户态/内核态切换,耗时通常在微秒级;协程由解释器(如 asyncio)在用户态协作式调度,只保存少量帧和执行点(如生成器状态),切换开销在纳秒级。10 万个并发 http 请求,用线程可能直接崩溃或卡死,用协程却可轻松应对。

无需加锁,天然规避竞态问题

协程默认运行在单线程中,同一时刻只有一个协程在执行,共享变量不会被并发修改。不需要 threading.Lock 或 RLock 就能安全操作全局计数器、缓存字典等。只有显式调用 await 时才让出控制权,执行逻辑清晰可控。

资源占用极小,可轻松支撑数十万连接

一个线程至少占用 1–8 MB 栈空间(取决于系统),而一个协程初始仅需几 KB 内存(如 asyncio.Task + 闭包)。启动 10 万个协程常驻内存约几十 MB;同等数量的线程则需数百 GB 内存,根本不可行。

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与异步生态深度整合,开发体验更一致

asyncio、aiohttp、aiomysqlhttpx 等主流异步库统一基于 await/async 语法,I/O 操作天然非阻塞。而多线程需配合 queue、threading.Event、concurrent.futures 等多种机制协调,错误处理、超时控制、取消传播都更复杂。协程中一个 await asyncio.wait_for(…, timeout=5) 就能完成带超时的等待,线程中则需额外线程+信号+join 超时判断。

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