python 异步 I/O
如果你想了解异步编程,那么必然会涉及出许多相关概念。
- 堵塞/非堵塞
- 同步/异步
- 多进程/多线程/协程
为什么我要学习这个话,因为我想搞懂异步框架和异步接口的调用。所以,我的学习路线是这样的:
1.python异步编程
2.python Web异步框架(tornado/sanic)
3.异步接口调用(aiohttp/httpx)
那么异步编程有什么好处?在某些场景下它可以提高性能。我们知道CPU的速度快于磁盘、网络等IO。一旦遇到IO操作,如读写文件、发送网络数据时,就需要等待IO操作完成,才能进行下一步操作。这种情况称为同步IO。我们可以使用多线程来解决这类问题,另一种方式是通过异步。
python在3.4版本引入asyncio,到 3.5版本又加入async/await来简化异步的使用。
先来举个简单的例子,假如,你和女朋友逛街。你的目的是去看新上市的华为P40手机,而你女朋友是去看新款的衣服。你们的逛街流程是这样的。
import time def clothes_shop(): print("女朋友看衣服..") time.sleep(8) print("...出来了") def huawei_shop(): print("体验手机..") time.sleep(5) print("...出来了") print(time.ctime(), "开始逛街") clothes_shop() huawei_shop() print(time.ctime(), "结束.")
运行结果:
Thu Apr 16 00:08:22 2020 开始逛街 女朋友看衣服.. ...出来了 体验手机.. ...出来了 Thu Apr 16 00:08:35 2020 结束.
假设单位是分钟,你们总共耗时13分钟。
接下来,看看用异步是如何处理的:
import asyncio import time async def shop(delay, what): print(what) await asyncio.sleep(delay) print("...出来了") async def main(): task1 = asyncio.create_task(shop(8, ‘女朋友看衣服..‘)) task2 = asyncio.create_task(shop(5, ‘体验手机..‘)) print(time.ctime(), "开始逛街") await task1 await task2 print(time.ctime(), "结束.") asyncio.run(main())
通过 async/await 语法进行声明,是编写 asyncio 应用的推荐方式。
- async 声明一个函数为异步函数。
- await 声明处理比较耗费时的动作。
- asyncio.run() 函数用来运行最高层级的入口点 main() 函数。
- asyncio.create_task() 函数用来并发运行作为 asyncio 任务 的多个协程。
其实,思路非常简单,就是你和女朋友各逛各自的,先出来的等等对方。
严重警告!提醒广大直男,现实生活中千万不要这么思考问题。一定要陪女朋友一起看衣服,还要主动去付钱。
来看看运行结果:
Thu Apr 16 00:19:19 2020 开始逛街 女朋友看衣服.. 体验手机.. ...出来了 ...出来了 Thu Apr 16 00:19:27 2020 结束.
假设单位是分钟,只需要8分钟搞定。
通过上面的例子,可以看到 task1、task2仍然有前后顺序,这种前后顺序的时间可以忽略不计。但是,我们也是可以使用asyncio.gather()方法并发运行任务。
#…… async def main(): print(time.ctime(), "开始逛街") await asyncio.gather( shop(8, ‘女朋友看衣服..‘), shop(5, ‘体验手机..‘) ) print(time.ctime(), "结束.") asyncio.run(main())
运行结果同上,这里就不再贴了。