協(xié)程的函數(shù)python 協(xié)程的原理

Python協(xié)程之a(chǎn)syncio

asyncio 是 Python 中的異步IO庫，用來編寫并發(fā)協(xié)程，適用于IO阻塞且需要大量并發(fā)的場景，例如爬蟲、文件讀寫。

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asyncio 在 Python3.4 被引入，經(jīng)過幾個版本的迭代，特性、語法糖均有了不同程度的改進，這也使得不同版本的 Python 在 asyncio 的用法上各不相同，顯得有些雜亂，以前使用的時候也是本著能用就行的原則，在寫法上走了一些彎路，現(xiàn)在對 Python3.7+ 和 Python3.6 中 asyncio 的用法做一個梳理，以便以后能更好的使用。

協(xié)程，又稱微線程，它不被操作系統(tǒng)內(nèi)核所管理，而完全是由程序控制，協(xié)程切換花銷小，因而有更高的性能。

協(xié)程可以比作子程序，不同的是，執(zhí)行過程中協(xié)程可以掛起當前狀態(tài)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行其他協(xié)程，在適當?shù)臅r候返回來接著執(zhí)行，協(xié)程間的切換不需要涉及任何系統(tǒng)調(diào)用或任何阻塞調(diào)用，完全由協(xié)程調(diào)度器進行調(diào)度。

Python 中以 asyncio 為依賴，使用 async/await 語法進行協(xié)程的創(chuàng)建和使用，如下 async 語法創(chuàng)建一個協(xié)程函數(shù)：

在協(xié)程中除了普通函數(shù)的功能外最主要的作用就是：使用 await 語法等待另一個協(xié)程結(jié)束，這將掛起當前協(xié)程，直到另一個協(xié)程產(chǎn)生結(jié)果再繼續(xù)執(zhí)行：

asyncio.sleep() 是 asyncio 包內(nèi)置的協(xié)程函數(shù)，這里模擬耗時的IO操作，上面這個協(xié)程執(zhí)行到這一句會掛起當前協(xié)程而去執(zhí)行其他協(xié)程，直到sleep結(jié)束，當有多個協(xié)程任務時，這種切換會讓它們的IO操作并行處理。

注意，執(zhí)行一個協(xié)程函數(shù)并不會真正的運行它，而是會返回一個協(xié)程對象，要使協(xié)程真正的運行，需要將它們加入到事件循環(huán)中運行，官方建議 asyncio 程序應當有一個主入口協(xié)程，用來管理所有其他的協(xié)程任務：

在 Python3.7+ 中，運行這個 asyncio 程序只需要一句： asyncio.run(main()) ，而在 Python3.6 中，需要手動獲取事件循環(huán)并加入?yún)f(xié)程任務：

事件循環(huán)就是一個循環(huán)隊列，對其中的協(xié)程進行調(diào)度執(zhí)行，當把一個協(xié)程加入循環(huán)，這個協(xié)程創(chuàng)建的其他協(xié)程都會自動加入到當前事件循環(huán)中。

其實協(xié)程對象也不是直接運行，而是被封裝成一個個待執(zhí)行的 Task ，大多數(shù)情況下 asyncio 會幫我們進行封裝，我們也可以提前自行封裝 Task 來獲得對協(xié)程更多的控制權(quán)，注意，封裝 Task 需要 當前線程有正在運行的事件循環(huán) ，否則將引 RuntimeError，這也就是官方建議使用主入口協(xié)程的原因，如果在主入口協(xié)程之外創(chuàng)建任務就需要先手動獲取事件循環(huán)然后使用底層方法 loop.create_task() ，而在主入口協(xié)程之內(nèi)是一定有正在運行的循環(huán)的。任務創(chuàng)建后便有了狀態(tài)，可以查看運行情況，查看結(jié)果，取消任務等：

asyncio.create_task() 是 Python3.7 加入的高層級API，在 Python3.6，需要使用低層級API asyncio.ensure_future() 來創(chuàng)建 Future，F(xiàn)uture 也是一個管理協(xié)程運行狀態(tài)的對象，與 Task 沒有本質(zhì)上的區(qū)別。

通常，一個含有一系列并發(fā)協(xié)程的程序?qū)懛ㄈ缦拢≒ython3.7+）：

并發(fā)運行多個協(xié)程任務的關鍵就是 asyncio.gather(*tasks) ，它接受多個協(xié)程任務并將它們加入到事件循環(huán)，所有任務都運行完成后會返回結(jié)果列表，這里我們也沒有手動封裝 Task，因為 gather 函數(shù)會自動封裝。

并發(fā)運行還有另一個方法 asyncio.wait(tasks) ，它們的區(qū)別是：

Python異步編程4：協(xié)程函數(shù)，協(xié)程對象，await關鍵字

協(xié)程函數(shù)：async def?函數(shù)名。3.5+

協(xié)程對象：執(zhí)行協(xié)程函數(shù)()得到的協(xié)程對象。

3.5之后的寫法：

3.7之后的寫法：更簡便

await后面?跟?可等待的對象。（協(xié)程對象，F(xiàn)uture，Task對象?約等于IO等待）

await實例2：串行執(zhí)行。 一個協(xié)程函數(shù)里面可以支持多個await ，雖然會串行，但是如果有其他協(xié)程函數(shù)，任務列表也在執(zhí)行，依然會切換。只是案例中的main對應執(zhí)行的others1和others2串行 。 await會等待對象的值得到之后才繼續(xù)往下走。

python協(xié)程（4）：asyncio

asyncio是官方提供的協(xié)程的類庫，從python3.4開始支持該模塊

async awiat是python3.5中引入的關鍵字，使用async關鍵字可以將一個函數(shù)定義為協(xié)程函數(shù)，使用awiat關鍵字可以在遇到IO的時候掛起當前協(xié)程（也就是任務），去執(zhí)行其他協(xié)程。

await + 可等待的對象（協(xié)程對象、Future對象、Task對象 - IO等待）

注意：在python3.4中是通過asyncio裝飾器定義協(xié)程，在python3.8中已經(jīng)移除了asyncio裝飾器。

事件循環(huán)，可以把他當做是一個while循環(huán)，這個while循環(huán)在周期性的運行并執(zhí)行一些協(xié)程（任務），在特定條件下終止循環(huán)。

loop = asyncio.get_event_loop()：生成一個事件循環(huán)

loop.run_until_complete(任務)：將任務放到事件循環(huán)

Tasks用于并發(fā)調(diào)度協(xié)程，通過asyncio.create_task(協(xié)程對象)的方式創(chuàng)建Task對象，這樣可以讓協(xié)程加入事件循環(huán)中等待被調(diào)度執(zhí)行。除了使用 asyncio.create_task() 函數(shù)以外，還可以用低層級的 loop.create_task() 或 ensure_future() 函數(shù)。不建議手動實例化 Task 對象。

本質(zhì)上是將協(xié)程對象封裝成task對象，并將協(xié)程立即加入事件循環(huán)，同時追蹤協(xié)程的狀態(tài)。

注意：asyncio.create_task() 函數(shù)在 Python 3.7 中被加入。在 Python 3.7 之前，可以改用 asyncio.ensure_future() 函數(shù)。

下面結(jié)合async awiat、事件循環(huán)和Task看一個示例

示例一：

*注意：python 3.7以后增加了asyncio.run（協(xié)程對象），效果等同于loop = asyncio.get_event_loop()，loop.run_until_complete(協(xié)程對象) *

示例二：

注意：asyncio.wait 源碼內(nèi)部會對列表中的每個協(xié)程執(zhí)行ensure_future從而封裝為Task對象，所以在和wait配合使用時task_list的值為[func(),func()] 也是可以的。

示例三：

分享名稱：協(xié)程的函數(shù)python 協(xié)程的原理
文章轉(zhuǎn)載：http://muchs.cn/article34/hphepe.html

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