Python异步的简单介绍

这是Python中asyncio库的基本概念入门。

如果您来过这里&＃xff0c;那么您可能听说过异步&＃xff0c;并发和并行性之类的词。 在开始使用asyncio之前&＃xff0c;让我们快速地&＃xff08;通过示例&＃xff09;正确了解这些词的一些基本知识&＃xff0c;以便为此基础打下坚实的基础。

并发是 就像在单个核心CPU上运行两个线程一样。 每个线程的指令都可以交错&＃xff0c;但是在任何给定时间&＃xff0c;两个线程中只有一个正在积极进行中。

并行性就像让两个线程在多核CPU的不同内核上同时运行一样。

重要的是要注意&＃xff0c;并行性意味着并发&＃xff0c;但并非相反。

异步是一个较高级别的编程概念&＃xff0c;您可以在其中启动一些任务&＃xff0c;并确定虽然没有该任务的结果&＃xff0c;但最好还是做一些其他工作而不是等待。

当您异步执行操作时&＃xff0c;根据定义&＃xff0c;这意味着这些操作之间是并发的。

为什么要异步编程&＃xff1f;

我们为什么要编写您所说的异步程序-因为它可以多次提高程序的性能。 假设您有一台运行应用程序的核心机器。 您收到一个请求&＃xff0c;并且需要进行两个数据库查询才能满足该请求。 每个查询需要50毫秒的时间。 对于同步程序&＃xff0c;只有在完成第一个请求后才发出第二个请求-总时间为100毫秒。 使用异步程序&＃xff0c;您可以一个接一个地触发这两个查询&＃xff0c;总时间为50毫秒。

异步

Asyncio就是用Python编写异步程序。 Asyncio是事件循环 &＃xff0c; 任务和协同程序之间完美结合的美妙交响-它会让您哭泣。

事件循环

这就是一切的可能-一个简单的循环就这样。 嗯&＃xff0c;不是那么简单 。 但是这是它的工作方式。 事件循环是交响曲的编排者。 它一个接一个地运行任务 。 在任何给定时间&＃xff0c;只有一项任务正在运行。

可以想象&＃xff0c;由于其他任务正在等待轮换&＃xff0c;因此正在执行的任务承受着很大的压力。 因此&＃xff0c;当活动任务发出阻塞呼叫&＃xff08;例如网络请求&＃xff09;并且无法继续进行时&＃xff0c;它将控制权交给事件循环&＃xff0c;从而意识到其他一些任务可能会更好地利用事件循环的时间。 它还告诉事件循环它到底被阻止了什么&＃xff0c;以便当网络响应到来时&＃xff0c;事件循环可以考虑给它时间再次运行。

事件循环时间很宝贵。 如果您没有取得进展&＃xff0c;则应该退出循环&＃xff0c;以便其他人可以。 事件循环是进度的度量。

协程和任务

协程&＃xff08;合作程序&＃xff09;是交响曲的关键元素。 当协程没有任何用处时&＃xff0c;正是协程及其协作性质使放弃对事件循环的控制成为可能。 协程是子例程概念的有状态概括。

子例程是您良好的老式函数或方法。 您调用子例程来执行计算。 您可以再次调用它&＃xff0c;但是在两次调用之间它不会保持状态。 每次调用都是全新的&＃xff0c;并且执行相同的计算。

另一方面&＃xff0c;协程是一个可爱的小状态小部件。 它看起来像一个子例程&＃xff0c;但是在两次执行之间保持状态。 换句话说&＃xff0c;当协程“返回”&＃xff08;产量控制&＃xff09;时&＃xff0c;它只是意味着它已暂停执行&＃xff08;具有某种保存状态&＃xff09;。 因此&＃xff0c;当您随后“调用”&＃xff08;控制&＃xff09;协程时&＃xff0c;可以说协程已从保存状态恢复执行是正确的。

协程看起来像一个普通的函数&＃xff0c;但是在它们的行为上&＃xff0c;它们是带有resume()和pause()有状态对象&＃xff0c;就像方法一样。

在Python 3.5&＃43;中&＃xff0c; 协程自身暂停的方式是使用await关键字。 在协程内部&＃xff0c;当您await另一个协程时&＃xff0c;您退出事件循环并计划已等待的协程立即运行。 也就是说&＃xff0c;在协程内部await other_coroutine将暂停它&＃xff0c;并安排协程other_coroutine立即运行。

请注意&＃xff0c;事件循环不会抢占正在运行的协程。 只有协程可以停下来。

以下是协程如何相互配合的非常简单的示例&＃xff08;Python 3.5&＃43;&＃xff09; 。 在此示例中&＃xff0c;我们将使用预定义的协程asyncio.sleep来帮助我们模拟阻止任务&＃xff0c;但是在现实世界中&＃xff0c;它可以是任何内容&＃xff0c;例如网络请求&＃xff0c;数据库查询等。

请注意&＃xff0c; 代码在单个线程中运行 &＃xff0c;但是输出将具有交错的打印语句。 发生这种情况的原因是&＃xff0c;当协程被阻塞时&＃xff0c;它会退出循环&＃xff0c;以便其他协程可以运行&＃xff08;是的&＃xff01;使用asyncio进行异步编程&＃xff09;。

注意事项

• 调用协程定义不会执行它 。 它初始化一个协程对象 。 您需要await 协程对象 &＃xff0c;而不是协程定义&＃xff0c;如上面line 8 line 17和line 17所示。
• 事件循环运行任务 &＃xff0c;而不是直接协程对象 。 任务是协程对象的包装。 当编写await coroutine_object &＃xff0c;实际上是安排了一个包装器任务&＃xff0c;使其立即在事件循环上运行。
• asyncio.sleep也是协程&＃xff0c;由asyncio库提供。 asyncio.sleep(2)初始化一个协程对象&＃xff0c;值为2秒。 await时&＃xff0c;可以控制事件循环。 睡眠协程很聪明&＃xff0c;不会阻塞循环。 它立即释放控制权&＃xff0c;仅要求循环在指定时间后将其唤醒。 时间到期后&＃xff0c;将其交还给控件&＃xff0c;并立即返回&＃xff0c;从而取消阻塞其调用方&＃xff08;在上面的示例中&＃xff0c; coroutine_1或coroutine_2 &＃xff09;。
• 上面的示例在事件循环上运行了三种不同类型的协程&＃xff0c;即coroutine_1 &＃xff0c; coroutine_2和asyncio.sleep 。 但是&＃xff0c;有四个不同的任务在循环上运行&＃xff0c;分别对应于以下协程对象—预定在line 25 coroutine_1()和coroutine_2() &＃xff0c;预定在line 8 asyncio.sleep(4)和预定于line 17 asyncio.sleep(5) 。
• 在循环上调度任务&＃xff08;尽管不是立即&＃xff09;的另一种方法是使用ensure_future()或AbstractEventLoop.create_task()方法&＃xff0c;这两个方法都接受协程对象。 最后的示例代码演示了这些方法。

一个更现实而又简单的例子

ArchSaber的Python

在ArchSaber &＃xff0c;我们的目标之一一直是从客户的应用程序代码中深入挖掘见解。 我们的许多客户都依赖我们针对Python的APM解决方案。 因此&＃xff0c;我们在理解该语言及其周围框架的复杂性方面付出了巨大的努力。 我们自己严重依赖Python-我们的许多分析引擎和ML代码都是用Python编写的&＃xff0c;通过它我们可以将实时根本原因分析推送到客户的生产问题。

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From: https://hackernoon.com/a-simple-introduction-to-pythons-asyncio-595d9c9ecf8c