初识asyncio协程
一、基本概念
? 要想了解学习协程相关知识要先对以下几个概念先行了解:
- 阻塞
? 阻塞状态是指程序未得到某所需计算资源时的挂起状态,简单说就是程序在等待某个操作未执行完前无法执行其他操作。
- 非阻塞
? 非阻塞状态是指在等待某项操作执行完前可以继续运行其他操作,也就是不会被阻塞。
- 同步
? 不同程序单元为了完成某项任务,在执行过程中以某种通信方式保证协调一致,假如有一个售票窗口,你必须等前面的人买完票,轮到你才能买,简言之同步意味着有序。
- 异步
? 不同程序单元为了完成某项任务,在执行过程中无需进行通信也能完成任务,例如爬虫,只要抓取目标url即可,无需关心其它抓取目标,简言之异步意味着无序。
- 并发
? 简单说就是操作系统在处理多个任务时快速切换,例如你在看电视时来电话了,此时你选择关闭电视,接完电话再打开看,这样的过程就是并发;
- 并行
? 简单说就是操作系统同时处理多个任务,例如你在看电视时来电话了,此时你选择边看电视边接电话,这样的过程就是并行。
- 协程
? 协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时,将寄存器上下文和栈保存到其他地方,在切回来的时候,恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此协程能保留上一次调用时的状态,即所有局部状态的一个特定组合,每次过程重入时,就相当于进入上一次调用的状态。
二、asyncio 异步I/O
? asyncio
是用来编写并发代码的库,被用作多个提供高性能异步框架的基础,往往是构建I/O密集型和高层级结构化网络代码的最佳选择。
? 在了解asyncio
的使用方法前,首先有必要先介绍一下,这几个贯穿始终的概念:
- event_loop事件循环:程序开启一个无限的事件循环,程序员会把一些函数注册到事件循环上。当满足事件发生的时候,调用相应的协程函数。
- coroutine协程:协程对象,指一个使用
async
关键字定义的函数,它的调用不会立即执行函数,而是会返回一个协程对象。协程对象需要注册到事件循环,由事件循环调用。 - task任务:一个协程对象就是一个原生可以挂起的函数,任务则是对协程进一步封装,其中包含任务的各种状态。
- future对象:代表将来执行或没有执行的任务的结果,与
task
没有本质上的区别。 - async/await关键字:
python3.5
用于定义协程的关键字,async
定义一个协程,await
用于挂起阻塞的异步调用接口。
三、定义一个协程
? 干看概念总归是难以理解并记住的,下面动手来实现一个协程
from collection.abc import Coroutine
async def a(name):
print('hello',name)
if __name__ == '__main__':
test = a('world') # 输出 hello world
print(isinstance(test,Coroutine)) # 输出 True
通过以上的实例我们就完成了一个最简单的协程,可以发现其与普通函数不同的仅仅是在函数名前加了async
四、协程的工作流程
一个完整的协程工作流程如下:
- 定义/创建一个协程对象
- 将协程转为
task
任务 - 定义事件循环容器
- 将task任务放到事件循环容器触发
参照下面示例可以完整了解这个流程:
import asyncio
async def a(name): # 定义一个协程
print('hello',name)
if __name__ == "__main__":
coroutine = a('world') # 第一步,定义一个协程对象
task = asyncio.ensure_future(coroutine) # 第二步,将协程转换成task任务
loop = asyncio.get_event_loop() # 第三步,定义一个事件循环容器
loop.run_until_complete(task) # 第四步,将task任务放到事件循环容器
五、阻塞和await
? 在程序运行过程中遇到耗时的操作时会挂起该协程,转而执行别的协程,当挂起的协程运行完毕时再从别的协程切换回去,不等当前这个协程运没运行完毕。举个例子:假如有协程A和协程B,当协程A遇到阻塞耗时的操作时便转向运行协程B,当协程A的耗时操作结束再从协程B切换回去,不管协程B有没有运行完毕。
? 由前面asyncio
的概念可以知道,使用await
可以挂起一个协程。
import asyncio
async def a(name):
await asyncio.sleep(3) # 模拟耗时的操作,不用time.sleep是因为time模块不支持异步
print('hello',name)
if __name__ == "__main__":
coroutine = a('world')
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(coroutine)
补充说明await
后面的对象必须的格式:
- 原生协程(coroutine)对象
- 一个由types.coroutine()修饰的生成器
- 一个包含_await方法的对象返回的一个迭代器
简言之就是协程,任务,Future三种
总结:至此我们已经初步了解了什么是异步,什么是asyncio
,以及协程的工作流程,并进行了实践。
原文地址:https://www.cnblogs.com/FuckSpider/p/11555970.html