Python之异步编程简谈

Python之异步编程

• 什么是异步编程?

• 异步编程中的核心概念是什么?

• 最简的异步编程实现

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什么是异步编程?

• 异步编程是一种编写非阻塞代码的技术

  • 传统的Python编程

    • 解释器执行完一个def之后才会执行下一个

  • 异步编程

    • 几乎同时执行

    • 几乎同时结束

异步编程的特点：

• 单线程

• 多协程

通过协程和事件循环实现伪并发，避免多线程/进程的上下文切换开销

允许程序在等待某些操作完成的时候，执行其他任务

异步编程适用场景

• I/O密集型操作

  • Web服务器

  • API调用

  • 文件读写

异步编程的核心概念

• 协程(Coroutime)

• 事件循环(Event Loop)

• Future和Task

协程(Coroutime)

• 通过async def定义的函数称为协程函数

  • 可以在执行过程中通过await挂起，并且释放控制权，在之后运行

• 协程本身是轻量级函数，不占用线程资源

事件循环(Event Loop)

• 异步编程的核心调度器，负责管理协程的执行顺序

非阻塞的实现：

• 不断轮询就绪任务

• 在协程挂起时切换到其他任务

语法糖：

• asyncio.run()方法

  • 启动事件循环

• asyncio.get_event_loop()

  • 管理事件循环

Future和Task

• Futute：表示一个异步操作结果，由事件循环创建

• Task：Future的子类，封装协程，使其可以被事件循环调度

  • 通过asyncio.create_task()方法创建

异步编程最简示例

定义协程函数

import asyncio
​
async def hello_world(name: str) -> None:
    print(f"Start: Hello, {name}")
    await asyncio.sleep(2)
    print(f"End: Hello, {name}")

创建协程任务

async def main() -> None:
    task1: asyncio.Task = asyncio.create_task(hello_world("你好"))
    task2: asyncio.Task = asyncio.create_task(hello_world("世界"))
    
    await task1
    await task2

启动事件循环

asyncio.run(main())