關(guān)于我
一個有思想的程序猿，終身學(xué)習(xí)實(shí)踐者，目前在一個創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)任team lead，技術(shù)棧涉及Android、Python、Java和Go，這個也是我們團(tuán)隊(duì)的主要技術(shù)棧。
Github：https://github.com/hylinux1024
微信公眾號：終身開發(fā)者(angrycode)

為丹東等地區(qū)用戶提供了全套網(wǎng)頁設(shè)計(jì)制作服務(wù)，及丹東網(wǎng)站建設(shè)行業(yè)解決方案。主營業(yè)務(wù)為成都網(wǎng)站建設(shè)、成都網(wǎng)站制作、丹東網(wǎng)站設(shè)計(jì)，以傳統(tǒng)方式定制建設(shè)網(wǎng)站，并提供域名空間備案等一條龍服務(wù)，秉承以專業(yè)、用心的態(tài)度為用戶提供真誠的服務(wù)。我們深信只要達(dá)到每一位用戶的要求，就會得到認(rèn)可，從而選擇與我們長期合作。這樣，我們也可以走得更遠(yuǎn)！

在前一篇《一文徹底搞懂Python可迭代(Iterable)、迭代器(Iterator)和生成器(Generator)的概念》 的文中，知道生成器(Generator)可由以下兩種方式定義：

• 列表生成器
• 使用yield定義的函數(shù)

在Python早期的版本中協(xié)程也是通過生成器來實(shí)現(xiàn)的，也就是基于生成器的協(xié)程（Generator-based Coroutines）。在前一篇介紹生成器的文章末尾舉了一個生產(chǎn)者-消費(fèi)者的例子，就是基于生成器的協(xié)程來實(shí)現(xiàn)的。

def producer(c):
    n = 0
    while n < 5:
        n += 1
        print('producer {}'.format(n))
        r = c.send(n)
        print('consumer return {}'.format(r))

def consumer():
    r = ''
    while True:
        n = yield r
        if not n:
            return
        print('consumer {} '.format(n))
        r = 'ok'

if __name__ == '__main__':
    c = consumer()
    next(c)  # 啟動consumer
    producer(c)

看了這段代碼，相信很多初學(xué)者和我一樣對基于生成器的協(xié)程實(shí)現(xiàn)其實(shí)很難馬上就能夠根據(jù)業(yè)務(wù)寫出自己的協(xié)程代碼。Python實(shí)現(xiàn)者們也注意到這個問題，因?yàn)樗?code>Pythonic了。而基于生成器的協(xié)程也將被廢棄，因此本文將重點(diǎn)介紹asyncio包的使用，以及涉及到的一些相關(guān)類概念。
注：我使用的Python環(huán)境是3.7。

0x00 何為協(xié)程(Coroutine)

協(xié)程(Coroutine)是在線程中執(zhí)行的，可理解為微線程，但協(xié)程的切換沒有上下文的消耗，它比線程更加輕量些。一個協(xié)程可以隨時中斷自己讓另一個協(xié)程開始執(zhí)行，也可以從中斷處恢復(fù)并繼續(xù)執(zhí)行，它們之間的調(diào)度是由程序員來控制的（可以看本文開篇處生產(chǎn)者-消費(fèi)者的代碼）。

定義一個協(xié)程

在Python3.5+版本新增了aysnc和await關(guān)鍵字，這兩個語法糖讓我們非常方便地定義和使用協(xié)程。
在函數(shù)定義時用async聲明就定義了一個協(xié)程。

import asyncio

# 定義了一個簡單的協(xié)程
async def simple_async():
    print('hello')
    await asyncio.sleep(1) # 休眠1秒
    print('python')

# 使用asynio中run方法運(yùn)行一個協(xié)程
asyncio.run(simple_async())

# 執(zhí)行結(jié)果為
# hello
# python

在協(xié)程中如果要調(diào)用另一個協(xié)程就使用await。要注意await關(guān)鍵字要在async定義的函數(shù)中使用，而反過來async函數(shù)可以不出現(xiàn)await

# 定義了一個簡單的協(xié)程
async def simple_async():
    print('hello')

asyncio.run(simple_async())

# 執(zhí)行結(jié)果
# hello

asyncio.run()將運(yùn)行傳入的協(xié)程，負(fù)責(zé)管理asyncio事件循環(huán)。
除了run()方法可直接執(zhí)行協(xié)程外，還可以使用事件循環(huán)loop

async def do_something(index):
    print(f'start {time.strftime("%X")}', index)
    await asyncio.sleep(1)
    print(f'finished at {time.strftime("%X")}', index)

def test_do_something():
    # 生成器產(chǎn)生多個協(xié)程對象
    task = [do_something(i) for i in range(5)]

    # 獲取一個事件循環(huán)對象
    loop = asyncio.get_event_loop()
    # 在事件循環(huán)中執(zhí)行task列表
    loop.run_until_complete(asyncio.wait(task))
    loop.close()

test_do_something()

# 運(yùn)行結(jié)果
# start 00:04:03 3
# start 00:04:03 4
# start 00:04:03 1
# start 00:04:03 2
# start 00:04:03 0
# finished at 00:04:04 3
# finished at 00:04:04 4
# finished at 00:04:04 1
# finished at 00:04:04 2
# finished at 00:04:04 0

可以看出幾乎同時啟動了所有的協(xié)程。
其實(shí)翻閱源碼可知asyncio.run()的實(shí)現(xiàn)也是封裝了loop對象及其調(diào)用。而asyncio.run()每次都會創(chuàng)建一個新的事件循環(huán)對象用于執(zhí)行協(xié)程。

0x01 Awaitable對象

在Python中可等待(Awaitable)對象有：協(xié)程(corountine)、任務(wù)(Task)、Future。即這些對象可以使用await關(guān)鍵字進(jìn)行調(diào)用

await awaitable_object

1. 協(xié)程(Coroutine)

協(xié)程由async def聲明定義，一個協(xié)程可由另一個協(xié)程使用await進(jìn)行調(diào)用

async def nested():
    print('in nested func')
    return 13

async def outer():

    # 要使用await 關(guān)鍵字 才會執(zhí)行一個協(xié)程函數(shù)返回的協(xié)程對象
    print(await nested())

asyncio.run(outer())

# 執(zhí)行結(jié)果
# in nested func
# 13

如果在outer()方法中直接調(diào)用nested()而不使用await,將拋出一個RuntimeWarning

async def outer():
    # 直接調(diào)用協(xié)程函數(shù)不會發(fā)生執(zhí)行，只是返回一個 coroutine 對象
    nested()

asyncio.run(outer())

運(yùn)行程序，控制臺將輸出以下信息

RuntimeWarning: coroutine 'nested' was never awaited
  nested()
RuntimeWarning: Enable tracemalloc to get the object allocation traceback

2. 任務(wù)(Task)

任務(wù)(Task)是可以用來并發(fā)地執(zhí)行協(xié)程?？梢允褂?code>asyncio.create_task()將一個協(xié)程對象封裝成任務(wù)，該任務(wù)將很快被排入調(diào)度隊(duì)列并執(zhí)行。

async def nested():
    print('in nested func')
    return 13

async def create_task():
    # create_task 將一個協(xié)程對象打包成一個 任務(wù)時，該協(xié)程就會被自動調(diào)度運(yùn)行
    task = asyncio.create_task(nested())
    # 如果要看到task的執(zhí)行結(jié)果
    # 可以使用await等待協(xié)程執(zhí)行完成，并返回結(jié)果
    ret = await task
    print(f'nested return {ret}')

asyncio.run(create_task())

# 運(yùn)行結(jié)果
# in nested func
# nested return 13

注：關(guān)于并發(fā)下文還會詳細(xì)說明。

3. Future

Future是一種特殊的低層級(low-level)對象，它是異步操作的最終結(jié)果(eventual result)。
當(dāng)一個 Future 對象 被等待，這意味著協(xié)程將保持等待直到該 Future 對象在其他地方操作完畢。

通常在應(yīng)用層代碼不會直接創(chuàng)建Future對象。在某些庫和asyncio模塊中的會使用到該對象。

async def used_future_func():
    await function_that_returns_a_future_object()

0x02 并發(fā)

1. Task

前面我們知道Task可以并發(fā)地執(zhí)行。 asyncio.create_task()就是一個把協(xié)程封裝成Task的方法。

async def do_after(what, delay):
    await asyncio.sleep(delay)
    print(what)

# 利用asyncio.create_task創(chuàng)建并行任務(wù)
async def corun():
    task1 = asyncio.create_task(do_after('hello', 1)) # 模擬執(zhí)行1秒的任務(wù)
    task2 = asyncio.create_task(do_after('python', 2)) # 模擬執(zhí)行2秒的任務(wù)

    print(f'started at {time.strftime("%X")}')
    # 等待兩個任務(wù)都完成，兩個任務(wù)是并行的，所以總時間兩個任務(wù)中最大的執(zhí)行時間
    await task1
    await task2

    print(f'finished at {time.strftime("%X")}')

asyncio.run(corun())

# 運(yùn)行結(jié)果
# started at 23:41:08
# hello
# python
# finished at 23:41:10

task1是一個執(zhí)行1秒的任務(wù)，task2是一個執(zhí)行2秒的任務(wù)，兩個任務(wù)并發(fā)的執(zhí)行，總共消耗2秒。

2. gather

除了使用asyncio.create_task()外還可以使用asyncio.gather()，這個方法接收協(xié)程參數(shù)列表

async def do_after(what, delay):
    await asyncio.sleep(delay)
    print(what)

async def gather():
    print(f'started at {time.strftime("%X")}')
    # 使用gather可將多個協(xié)程傳入
    await asyncio.gather(
        do_after('hello', 1),
        do_after('python', 2),
    )
    print(f'finished at {time.strftime("%X")}')

asyncio.run(gather())

# 運(yùn)行結(jié)果
# started at 23:47:50
# hello
# python
# finished at 23:47:52

兩個任務(wù)消耗的時間為其中消耗時間最長的任務(wù)。

0x03 引用

1. https://docs.python.org/3/library/asyncio-task.html

網(wǎng)頁名稱：為何你還不懂得如何使用Python協(xié)程
URL標(biāo)題：http://m.newbst.com/article48/pgcehp.html

成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供域名注冊、自適應(yīng)網(wǎng)站、微信公眾號、響應(yīng)式網(wǎng)站、服務(wù)器托管、網(wǎng)站設(shè)計(jì)

廣告

聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請盡快告知，我們將會在第一時間刪除。文章觀點(diǎn)不代表本網(wǎng)站立場，如需處理請聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時需注明來源： 創(chuàng)新互聯(lián)