网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

非常适合小白的 Asyncio 教程

0
分享至

  原文: https://segmentfault.com/a/1190000008814676

  所谓「异步 IO」,就是你发起一个 IO 操作,却不用等它结束,你可以继续做其他事情,当它结束时,你会得到通知。

  Asyncio 是并发(concurrency)的一种方式。对 Python 来说,并发还可以通过线程(threading)和多进程(multiprocessing)来实现。

  Asyncio 并不能带来真正的并行(parallelism)。当然,因为 GIL(全局解释器锁)的存在,Python 的多线程也不能带来真正的并行。

  可交给 asyncio 执行的任务,称为协程(coroutine)。一个协程可以放弃执行,把机会让给其它协程(即yield fromawait)。

  1. 定义协程

  协程的定义,需要使用async def语句。

  async def do_some_work(x): pass

  do_some_work便是一个协程。
准确来说,do_some_work是一个协程函数,可以通过asyncio.iscoroutinefunction来验证:

  print(asyncio.iscoroutinefunction(do_some_work)) # True

  这个协程什么都没做,我们让它睡眠几秒,以模拟实际的工作量 :

  async def do_some_work(x):
print("Waiting " + str(x))
await asyncio.sleep(x)

  在解释await之前,有必要说明一下协程可以做哪些事。协程可以:

  等待一个 future 结束

  等待另一个协程(产生一个结果,或引发一个异常)

  产生一个结果给正在等它的协程

  引发一个异常给正在等它的协程

  asyncio.sleep也是一个协程,所以await asyncio.sleep(x)就是等待另一个协程。可参见asyncio.sleep的文档:

  sleep(delay, result=None, *, loop=None)
Coroutine that completes after a given time (in seconds).
2. 运行协程

  调用协程函数,协程并不会开始运行,只是返回一个协程对象,可以通过asyncio.iscoroutine来验证:

  print(asyncio.iscoroutine(do_some_work(3))) # True

  此处还会引发一条警告:

  async1.py:16: RuntimeWarning: coroutine 'do_some_work' was never awaited
print(asyncio.iscoroutine(do_some_work(3)))

  要让这个协程对象运行的话,有两种方式:

  在另一个已经运行的协程中用await等待它

  通过ensure_future函数计划它的执行

  简单来说,只有 loop 运行了,协程才可能运行。
下面先拿到当前线程缺省的 loop ,然后把协程对象交给loop.run_until_complete,协程对象随后会在 loop 里得到运行。

  loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(do_some_work(3))

  run_until_complete是一个阻塞(blocking)调用,直到协程运行结束,它才返回。这一点从函数名不难看出。
run_until_complete的参数是一个 future,但是我们这里传给它的却是协程对象,之所以能这样,是因为它在内部做了检查,通过ensure_future函数把协程对象包装(wrap)成了 future。所以,我们可以写得更明显一些:

  loop.run_until_complete(asyncio.ensure_future(do_some_work(3)))

  完整代码:

  import asyncio

  async def do_some_work(x):
print("Waiting " + str(x))
await asyncio.sleep(x)

  loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(do_some_work(3))

  运行结果:

  Waiting 3
<三秒钟后程序结束>
3. 回调函数

  假如协程是一个 IO 的读操作,等它读完数据后,我们希望得到通知,以便下一步数据的处理。这一需求可以通过往 future 添加回调来实现。

  def done_callback(futu):
print('Done')

  futu = asyncio.ensure_future(do_some_work(3))
futu.add_done_callback(done_callback)

  loop.run_until_complete(futu)
4. 多个协程

  实际项目中,往往有多个协程,同时在一个 loop 里运行。为了把多个协程交给 loop,需要借助asyncio.gather函数。

  loop.run_until_complete(asyncio.gather(do_some_work(1), do_some_work(3)))

  或者先把协程存在列表里:

  coros = [do_some_work(1), do_some_work(3)]
loop.run_until_complete(asyncio.gather(*coros))

  运行结果:

  Waiting 3
Waiting 1
<等待三秒钟>
Done

  这两个协程是并发运行的,所以等待的时间不是 1 + 3 = 4 秒,而是以耗时较长的那个协程为准。

  参考函数gather的文档:

gather(*coros_or_futures, loop=None, return_exceptions=False) Return a future aggregating results from the given coroutines or futures.

  发现也可以传 futures 给它:

  futus = [asyncio.ensure_future(do_some_work(1)),
asyncio.ensure_future(do_some_work(3))]

  loop.run_until_complete(asyncio.gather(*futus))

  gather起聚合的作用,把多个 futures 包装成单个 future,因为loop.run_until_complete只接受单个 future。

  5. run_until_complete和run_forever

  我们一直通过run_until_complete来运行 loop ,等到 future 完成,run_until_complete也就返回了。

  async def do_some_work(x):
print('Waiting ' + str(x))
await asyncio.sleep(x)
print('Done')

  loop = asyncio.get_event_loop()

  coro = do_some_work(3)
loop.run_until_complete(coro)

  输出:

  Waiting 3
<等待三秒钟>
Done
<程序退出>

  现在改用run_forever

  async def do_some_work(x):
print('Waiting ' + str(x))
await asyncio.sleep(x)
print('Done')

  loop = asyncio.get_event_loop()

  coro = do_some_work(3)
asyncio.ensure_future(coro)

  loop.run_forever()

  输出:

  Waiting 3
<等待三秒钟>
Done
<程序没有退出>

  三秒钟过后,future 结束,但是程序并不会退出。run_forever会一直运行,直到stop被调用,但是你不能像下面这样调stop

  loop.run_forever()
loop.stop()

  run_forever不返回,stop永远也不会被调用。所以,只能在协程中调stop

  async def do_some_work(loop, x):
print('Waiting ' + str(x))
await asyncio.sleep(x)
print('Done')
loop.stop()

  这样并非没有问题,假如有多个协程在 loop 里运行:

  asyncio.ensure_future(do_some_work(loop, 1))
asyncio.ensure_future(do_some_work(loop, 3))

  loop.run_forever()

  第二个协程没结束,loop 就停止了——被先结束的那个协程给停掉的。
要解决这个问题,可以用gather把多个协程合并成一个 future,并添加回调,然后在回调里再去停止 loop。

  async def do_some_work(loop, x):
print('Waiting ' + str(x))
await asyncio.sleep(x)
print('Done')

  def done_callback(loop, futu):
loop.stop()

  loop = asyncio.get_event_loop()

  futus = asyncio.gather(do_some_work(loop, 1), do_some_work(loop, 3))
futus.add_done_callback(functools.partial(done_callback, loop))

  loop.run_forever()

  其实这基本上就是run_until_complete的实现了,run_until_complete在内部也是调用run_forever

  6. Close Loop?

  以上示例都没有调用loop.close,好像也没有什么问题。所以到底要不要调loop.close呢?
简单来说,loop 只要不关闭,就还可以再运行。:

  loop.run_until_complete(do_some_work(loop, 1))
loop.run_until_complete(do_some_work(loop, 3))
loop.close()

  但是如果关闭了,就不能再运行了:

  loop.run_until_complete(do_some_work(loop, 1))
loop.close()
loop.run_until_complete(do_some_work(loop, 3)) # 此处异常

  建议调用loop.close,以彻底清理 loop 对象防止误用。

  7. gather 和 wait

  asyncio.gatherasyncio.wait功能相似。

  coros = [do_some_work(loop, 1), do_some_work(loop, 3)]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(coros))

  具体差别可请参见 StackOverflow 的讨论:Asyncio.gather vs asyncio.wait。

  8. Timer

  C++ Boost.Asio 提供了 IO 对象 timer,但是 Python 并没有原生支持 timer,不过可以用asyncio.sleep模拟。

  async def timer(x, cb):
futu = asyncio.ensure_future(asyncio.sleep(x))
futu.add_done_callback(cb)
await futu

  t = timer(3, lambda futu: print('Done'))
loop.run_until_complete(t)

  Python猫技术交流群开放啦!群里既有国内一二线大厂在职员工,也有国内外高校在读学生,既有十多年码龄的编程老鸟,也有中小学刚刚入门的新人,学习氛围良好!想入群的同学,请在公号内回复『交流群』,获取猫哥的微信 (谢绝广告党,非诚勿扰!)~

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
老同学借钱总是不还,酒桌上又开口借钱,我说刚换了车没钱,她老公马上说:正好,先借我们几万块加油

老同学借钱总是不还,酒桌上又开口借钱,我说刚换了车没钱,她老公马上说:正好,先借我们几万块加油

晓艾故事汇
2026-08-12 10:32:02
中国最难进的10家IT公司,腾讯只排第7,第一名太变态了

中国最难进的10家IT公司,腾讯只排第7,第一名太变态了

纯洁的微笑
2026-08-12 12:45:22
王菲送任素汐演唱会花篮写“礼太重了”引热议

王菲送任素汐演唱会花篮写“礼太重了”引热议

韩小娱
2026-08-12 07:17:01
最牛美女处长,1000天和男上司开房410次,临时工晋升财务副处长

最牛美女处长,1000天和男上司开房410次,临时工晋升财务副处长

三石记
2026-06-26 07:16:19
泽连斯基只剩十天?前防长手握黑料逼宫,乌克兰要变天了

泽连斯基只剩十天?前防长手握黑料逼宫,乌克兰要变天了

浯江孤舟
2026-08-12 12:44:31
苏州一对情侣,谈了7年,女子提了18次分手,分手后在街头痛哭!

苏州一对情侣,谈了7年,女子提了18次分手,分手后在街头痛哭!

川渝视觉
2026-04-17 22:13:14
郭斌发文阴阳王励勤,说乒协没打招呼就动了他那块地盘。 不是因为他说自己亏本经营替国乒兜底。

郭斌发文阴阳王励勤,说乒协没打招呼就动了他那块地盘。 不是因为他说自己亏本经营替国乒兜底。

乒乓网国球汇
2026-06-23 02:31:09
杰青院长一纸辞职信仅两行字:不想干了,特提出辞职

杰青院长一纸辞职信仅两行字:不想干了,特提出辞职

生物学霸
2026-08-12 17:42:45
江晚念陆砚寒/江晚念陆砚寒我惦记你很久了

江晚念陆砚寒/江晚念陆砚寒我惦记你很久了

消逝的光芒jf
2026-08-07 13:57:29
王诗龄瘦身蜕变身高165,名媛气质比肩李湘

王诗龄瘦身蜕变身高165,名媛气质比肩李湘

白宸侃片
2026-08-13 02:21:31
煮虾不去线,有人嫌脏有人无所谓,老渔民却说出了实话!

煮虾不去线,有人嫌脏有人无所谓,老渔民却说出了实话!

娱乐圈见解说
2026-08-07 01:58:56
为什么印度军工总在重复买办式陷阱?

为什么印度军工总在重复买办式陷阱?

烽火瞭望者
2026-08-12 04:13:29
刘嘉玲晒侄子获奖现场照,高颜值建筑师晚辈才华出众

刘嘉玲晒侄子获奖现场照,高颜值建筑师晚辈才华出众

墨薷桃桃
2026-08-10 16:40:22
央行逆回购再现“零操作” 债市调整多出于止盈需求

央行逆回购再现“零操作” 债市调整多出于止盈需求

财联社
2026-08-12 06:57:03
饺子被关注!研究发现:糖尿病患者这样吃饺子,或能收获5大惊喜

饺子被关注!研究发现:糖尿病患者这样吃饺子,或能收获5大惊喜

牛锅巴小钒
2026-08-13 00:34:36
百团大战代价有多惨痛?彭德怀晚年坦言:是我一生最大战略失误

百团大战代价有多惨痛?彭德怀晚年坦言:是我一生最大战略失误

小豫讲故事
2026-07-22 06:00:12
别再同情她了!被教练性侵30次,却在奥运赛场上把队友撞出赛道

别再同情她了!被教练性侵30次,却在奥运赛场上把队友撞出赛道

错过美好
2026-07-18 13:32:03
克林顿:我后悔让乌克兰放弃核武器,其次是让中国加入世贸组织

克林顿:我后悔让乌克兰放弃核武器,其次是让中国加入世贸组织

战域笔墨
2026-07-19 06:34:29
【2026.8.12】张凌赫和田曦薇是真的?《花开锦绣》这么扑?特效化妆师酬劳?许嵩身家大概是多少?综艺的审核是怎样的?

【2026.8.12】张凌赫和田曦薇是真的?《花开锦绣》这么扑?特效化妆师酬劳?许嵩身家大概是多少?综艺的审核是怎样的?

娱乐真爆姐
2026-08-13 00:32:56
泽连斯基刚从塞尔维亚回国,就与沙特王储通话:俄乌重要信号

泽连斯基刚从塞尔维亚回国,就与沙特王储通话:俄乌重要信号

新民周刊
2026-08-12 09:11:34
2026-08-13 03:51:00
Python猫 incentive-icons
Python猫
人生苦短,我用Python。博客:https://pythoncat.top
744文章数 8122关注度
往期回顾 全部

科技要闻

Manus第二季,浪子回头

头条要闻

冲上热搜:银行能办结婚证了

头条要闻

冲上热搜:银行能办结婚证了

体育要闻

杜兰特,所谓的“联盟小王”

娱乐要闻

老戏骨杨昆两夺金鹰奖,因物业费被告

财经要闻

华尔街把AI算力炒成下一个房地产?

汽车要闻

全系600km续航/空间表现出色 奇瑞风云T7预售10.99万起

态度原创

本地
时尚
教育
公开课
军事航空

本地新闻

黄州一夜,苏轼写给普通人的月光

炎炎盛夏,正好Sportique一下!

教育要闻

教老师们把背的词写成一道题。

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

通过“毕业大考” 湖北舰“持证上岗”

无障碍浏览 进入关怀版