Tornado中的协程并发模型

# 第一章：理解协程并发模型

## 1.1 什么是协程？

在传统的多线程/多进程模型中，线程/进程的切换需要操作系统介入，涉及到用户态和内核态的切换，开销较大。而协程是一种用户态的轻量级线程，可以在特定的代码位置进行挂起和恢复，以实现任务之间的切换，而无需涉及操作系统的切换。

## 1.2 协程并发模型的优势

协程并发模型相比于传统的多线程/多进程并发模型，具有以下优势：
- 更加轻量级：协程的切换成本比线程/进程低，可以实现更高的并发度。
- 无需加锁：协程在单线程内执行，无需考虑共享数据的加锁问题，简化了并发编程的复杂度。
- 更好的适应IO密集型任务：由于协程的切换成本低，非阻塞IO操作可以大大提升并发处理能力。

## 1.3 协程与线程/进程的区别

- 协程在单线程内执行，线程/进程在操作系统的调度下执行。
- 协程的切换由用户态控制，成本较低；线程/进程的切换由操作系统控制，成本较高。
- 协程适合IO密集型任务，线程/进程适合CPU密集型任务。

## 2. 第二章：Tornado框架介绍

Tornado框架是一个用Python编写的Web框架和异步网络库，它的核心特性是非阻塞式IO和高性能。Tornado最初由FriendFeed开发，后被Facebook开源。它在处理大量并发连接时表现出色，非常适合编写实时Web服务。

### 2.1 Tornado框架概述

Tornado框架以非阻塞式IO和事件循环为基础，充分利用异步编程的特性来实现高并发。它内置了HTTP服务器和异步网络库，同时提供了路由、模板等常见Web框架功能，使得开发者能够快速构建高性能的Web应用。

### 2.2 Tornado中的异步编程特性

Tornado采用了事件循环和回调的编程模式，利用异步IO来处理并发请求。通过使用回调函数，可以在IO操作完成时得到通知并进行相应处理，而不需要阻塞等待IO操作的完成。这使得Tornado能够在处理大量并发连接时仍然保持高性能。

### 2.3 Tornado中的协程支持

除了异步编程模式，Tornado还原生支持协程。它提供了基于生成器的协程模型，使得开发者能够编写顺序逻辑的代码，而在底层却能够充分利用异步IO的特性，实现并发处理而不阻塞主线程。这使得开发者能够以同步的方式编写代码，却能够享受到异步编程的高性能优势。

通过这些特性，Tornado成为了一个优秀的Web框架，能够轻松应对高并发请求，并且提供了简洁的异步编程模型，极大地提升了开发效率和系统性能。

### 三、Tornado中的协程基础

在本章中，我们将深入探讨Tornado框架中协程的基本概念，以及如何在Tornado中使用协程进行并发编程。

#### 3.1 协程的基本概念

协程是一种轻量级的线程，可以在执行过程中被挂起，并在需要的时候恢复执行。协程相对于线程来说，更加轻量级，并且避免了线程上下文切换所带来的开销。在Python中，协程由`async/await`关键字来支持，在Tornado中也有对协程的内置支持。

#### 3.2 在Tornado中使用协程

Tornado框架提供了`gen`模块来支持协程。通过使用`@gen.coroutine`装饰器，我们可以定义异步函数，并在其中使用`yield`关键字来挂起函数的执行，等待异步操作完成后再恢复执行。

import tornado.ioloop
import tornado.web
import tornado.gen

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @tornado.ge