Python上篇:1. 为什么需要异步编程?

简介: Python上篇:1. 为什么需要异步编程?


1. 首先介绍同步和异步



1.1 同步


不同程序单元为了完成某个任务,在执行过程中需靠某种通信方式来协调程序单元保持顺序一致,称这些程序单元是同步执行的。


例如电商系统中更新商品库存,需要用“行锁”作为通信信号,让不同的更新请求排队顺序执行,这样就保证了更新库存的操作是同步的。


同步更加强调:有序


1.2 异步


为了完成某个任务,不同程序单元之间执行过程中无需通过通信协调,也能完成任务的方式。

例如,爬虫下载网页。调度程序调用下载程序后,即可调度其他任务,而无需与该下载任务保持通信以协调行为。不同网页的下载、保存等操作都是无关的,也无需相互通知协调。这些异步操作的完成时刻并不确定。


异步更加强调:无序


2. 其次介绍阻塞和非阻塞



2.1 阻塞


程序在等待某个操作完成期间,自身无法继续干别的事情,则称该程序在该操作上是阻塞的。

常见的阻塞形式有:网络I/O阻塞、磁盘I/O阻塞、用户输入阻塞等。


阻塞是无处不在的,包括CPU切换上下文时,所有的进程都会被阻塞。(如果是多核CPU则正在执行上下文切换操作的核不可被利用)


2.2 非阻塞


程序在等待某操作的过程中,自身不被阻塞,可以继续运行干别的事情,则称该程序在该操作上是非阻塞的。


非阻塞的存在是因为阻塞存在,正因为某个操作阻塞导致的耗时与效率低下,我们才要把它变成非阻塞的。


3. 最后介绍并发和并行



3.1 并发


以利用有限的计算机资源使多个任务可以被实时或近实时的执行或计算。

并发更加强调程序的组织结构,比如在golang中,你go出去一个goroutine,对于程序来说就是一个并发。go出去多个goroutine就是多个并发。


3.2 并行


以利用多核CPU的优势加速完成多个任务或计算。

并发提供了一种程序组织结构方式,让问题的解决方案可以并行执行,但并行执行不是必须的。



那异步编程到底是什么,它和同步编程有哪些区别


以进程、线程、协程、函数/方法作为执行任务程序的基本单位,结合回调、事件循环、信号量等机制,以提高程序整体执行效率和并发能力的编程方式。如果在某程序的运行时,能根据已经执行的指令准确判断它接下来要进行哪个具体操作,那它是同步程序,反之则为异步程序。(无序与有序的区别)

同步/异步、阻塞/非阻塞并非水火不容,要看讨论的程序所处的封装级别。例如购物程序在处理多个用户的浏览请求可以是异步的,而更新库存时必须是同步的。


4. 小结



这篇文章大致讲解了一些基础概念,这些概念大家可能都比较熟悉,所以下篇文章我们重点讲解:异步编程的核心:epoll+Callback+Event loop。

相关文章
|
12天前
|
搜索推荐 程序员 调度
精通Python异步编程:利用Asyncio与Aiohttp构建高效网络应用
【10月更文挑战第5天】随着互联网技术的快速发展,用户对于网络应用的响应速度和服务质量提出了越来越高的要求。为了构建能够处理高并发请求、提供快速响应时间的应用程序,开发者们需要掌握高效的编程技术和框架。在Python语言中,`asyncio` 和 `aiohttp` 是两个非常强大的库,它们可以帮助我们编写出既简洁又高效的异步网络应用。
61 1
|
18天前
|
监控 并行计算 数据处理
构建高效Python应用:并发与异步编程的实战秘籍,IO与CPU密集型任务一网打尽!
在Python编程的征途中,面对日益增长的性能需求,如何构建高效的应用成为了每位开发者必须面对的课题。并发与异步编程作为提升程序性能的两大法宝,在处理IO密集型与CPU密集型任务时展现出了巨大的潜力。今天,我们将深入探讨这些技术的最佳实践,助你打造高效Python应用。
26 0
|
1天前
|
调度 Python
python知识点100篇系列(20)-python协程与异步编程asyncio
【10月更文挑战第8天】协程(Coroutine)是一种用户态内的上下文切换技术,通过单线程实现代码块间的切换执行。Python中实现协程的方法包括yield、asyncio模块及async/await关键字。其中,async/await结合asyncio模块可更便捷地编写和管理协程,支持异步IO操作,提高程序并发性能。协程函数、协程对象、Task对象等是其核心概念。
|
5天前
|
调度 开发者 Python
异步编程在Python中的应用:Asyncio和Coroutines
【10月更文挑战第12天】本文介绍了Python中的异步编程,重点讲解了`asyncio`模块和协程的概念、原理及使用方法。通过异步编程,程序可以在等待I/O操作时继续执行其他任务,提高整体效率。文章还提供了一个简单的HTTP服务器示例,展示了如何使用`asyncio`和协程编写高效的异步代码。
12 2
|
7天前
|
调度 开发者 Python
异步编程在Python中的应用:Asyncio和Coroutines
【10月更文挑战第10天】本文介绍了Python中异步编程的应用,重点讲解了`asyncio`模块和协程的概念、原理及使用方法。通过一个简单的HTTP服务器示例,展示了如何利用`asyncio`和协程实现高效的并发处理。
14 1
|
8天前
|
调度 开发者 Python
探索Python中的异步编程:从基础到实战
【10月更文挑战第9天】在Python的世界中,异步编程是一个让开发者既能提升应用性能又能保持代码可读性的强大工具。本文将带你一探究竟,从理解异步编程的基本概念开始,到深入剖析其背后的原理,再到通过实际代码示例掌握其应用技巧。无论你是异步编程的新手还是希望深化理解的老手,这篇文章都将为你打开一扇新的大门,让你的项目因使用异步而更加高效和强大。
|
11天前
|
调度 开发者 Python
异步编程在Python中的应用:Asyncio和Coroutines
【10月更文挑战第6天】本文介绍了Python中的异步编程,重点讲解了`asyncio`模块和协程的概念、原理及使用方法。通过示例展示了如何利用`asyncio`和协程编写高效的异步代码,提高程序的性能和响应能力。
15 2
|
11天前
|
调度 开发者 Python
探索Python中的异步编程:从asyncio到Trio
在这个快节奏的技术世界里,Python的异步编程正变得越来越重要。本文将带你深入Python的异步编程世界,从asyncio的基础用法,到Trio的高级特性,我们将一探究竟。准备好,让我们一起揭开Python异步编程的神秘面纱。
|
18天前
|
中间件 API 调度
深入探究 Python 异步编程:利用 asyncio 和 aiohttp 构建高效并发应用
深入探究 Python 异步编程:利用 asyncio 和 aiohttp 构建高效并发应用
14 4
|
17天前
|
程序员 开发者 Python
探索Python中的异步编程:从基础到实战
本文旨在通过浅显易懂的语言和实际代码示例,引导读者了解并掌握Python中的异步编程。我们将从异步编程的基本概念入手,逐步深入到其背后的原理,最后通过一个实战项目来巩固所学知识。无论你是编程新手还是有一定经验的开发者,这篇文章都将为你开启Python异步编程的大门,让你的代码运行得更加高效。