异步编程概述
异步编程是一种编程范式,它允许程序在等待某些操作(如I/O操作)完成时,不阻塞其他操作的执行。在Python中,asyncio
库提供了对异步I/O、事件循环、协程(coroutine)和任务的支持。
1. 协程(Coroutine)
协程是一种用户态的轻量级线程,可以在程序的不同部分之间切换执行,而不需要像线程那样进行内核切换。在Python中,协程是通过async def
定义的函数创建的。
2. 事件循环(Event Loop)
事件循环是异步编程的核心,它负责调度和执行协程。在Python的asyncio
库中,事件循环是由asyncio.get_event_loop()
获取的。
3. 任务(Task)
任务是协程的封装,表示一个正在运行或等待的协程。任务由asyncio.create_task()
或asyncio.ensure_future()
创建。
asyncio.run()
asyncio.run()
函数是Python 3.7及更高版本中引入的一个高级函数,用于运行顶级协程。它会自动创建一个新的事件循环,并在其中运行协程,然后关闭事件循环。
示例代码
import asyncio
async def say_hello():
print("Hello")
await asyncio.sleep(1) # 模拟耗时操作
print("World!")
# 使用 asyncio.run() 运行协程
asyncio.run(say_hello())
解释
- 我们首先定义了一个异步函数
say_hello()
,它打印"Hello",然后等待1秒(模拟耗时操作),最后打印"World!"。 - 然后,我们使用
asyncio.run(say_hello())
来运行这个协程。asyncio.run()
会自动创建一个新的事件循环,并在其中运行say_hello()
协程。当协程执行完毕后,asyncio.run()
会关闭事件循环并退出程序。
asyncio.gather()
asyncio.gather()
函数用于并发地运行多个协程,并等待它们全部完成。它返回一个Future对象,该对象将在所有协程都完成时解析为一个结果列表。
示例代码
import asyncio
async def say_hello(name, delay):
print(f"Hello, {name}!")
await asyncio.sleep(delay) # 模拟耗时操作
print(f"Goodbye, {name}!")
async def main():
# 创建并运行多个协程
tasks = [
asyncio.create_task(say_hello("Alice", 1)),
asyncio.create_task(say_hello("Bob", 2)),
asyncio.create_task(say_hello("Charlie", 3))
]
# 使用 asyncio.gather() 等待所有协程完成
await asyncio.gather(*tasks)
# 使用 asyncio.run() 运行主协程
asyncio.run(main())
解释
- 我们首先定义了一个异步函数
say_hello(name, delay)
,它接受一个名字和一个延迟时间作为参数。函数首先打印出"Hello, [name]!",然后等待指定的延迟时间(模拟耗时操作),最后打印出"Goodbye, [name]!"。 - 然后,我们定义了一个主协程
main()
。在这个协程中,我们创建了三个子协程(通过asyncio.create_task()
),并将它们存储在一个列表中。这些子协程将并发地运行,并分别调用say_hello()
函数。 - 接下来,我们使用
asyncio.gather(*tasks)
来等待所有子协程完成。asyncio.gather()
会返回一个Future对象,该对象将在所有子协程都完成时解析为一个结果列表(但在这个例子中,我们并不关心结果列表的内容)。 - 最后,我们使用
asyncio.run(main())
来运行主协程。这将自动创建一个新的事件循环,并在其中运行main()
协程。当main()
协程执行完毕后(即所有子协程都完成时),asyncio.run()
会关闭事件循环并退出程序。
深入讨论(简化版)
异步编程的优势
- 高效性:异步编程可以充分利用I/O等待时间,执行其他任务,从而提高程序的吞吐量。
- 简洁性:异步编程可以避免使用复杂的线程同步机制(如锁和条件变量),使代码更加
处理结果:异步编程概述
异步编程是一种编程范式,它允许程序在等待某些操作(如I_O操作)完成时,不阻塞其他操作的执行。在Python中,asyncio
库提供了对异步I_O、事件循环、协程(coroutine)和任务的支持。1. 协程(Coroutine)
协程是一种用户态的轻量级线程,可以在程序的不同部分之间切换执行,而不需要像线程那样进行内核切换。在Python中,协程是通过async def
定义的函数创建的。2. 事件循环(Event Loop)
事件循环是异步编程的核心,它负责调度和执行协程。在Python的asyncio
库中,事件循环是由asyncio.get_event_loop()
获取的。3. 任务(Task)
任务是协程的封装,表示一个正在运行或等待的协程。任务由asyncio.create_task()
或asyncio.ensure_future()
创建。asyncio.run()
asyncio.run()
函数是Python 3.7及更高版本中引入的一个高级函数,用于运行顶级协程。它会自动创建一个新的事件循环,并在其中运行协程,然后关闭事件循环。示例代码
```python
async def sayhello()
print("Hello")
await asyncio.sleep(1) # 模拟耗时操作
print("World!")使用 asyncio.run() 运行协程
- 我们首先定义了一个异步函数
say_hello()
,它打印"Hello",然后等待1秒(模拟耗时操作),最后打印"World!"。asyncio.gather()
asyncio.gather()
函数用于并发地运行多个协程,并等待它们全部完成。它返回一个Future对象,该对象将在所有协程都完成时解析为一个结果列表。示例代码
```python
async def sayhello(name, delay)
print(f"Hello, {name}!")
await asyncio.sleep(delay) # 模拟耗时操作
print(f"Goodbye, {name}!")
async def main()_创建并运行多个协程
tasks = [
asyncio.create_task(say_hello("Alice", 1)),
asyncio.create_task(say_hello("Bob", 2)),
asyncio.create_task(say_hello("Charlie", 3))
]使用 asyncio.gather() 等待所有协程完成
await asyncio.gather(*tasks)使用 asyncio.run() 运行主协程
- 我们首先定义了一个异步函数
say_hello(name, delay)
,它接受一个名字和一个延迟时间作为参数。函数首先打印出"Hello, [name]!",然后等待指定的延迟时间(模拟耗时操作),最后打印出"Goodbye, [name]!"。深入讨论(简化版)
异步编程的优势
- 高效性:异步编程可以充分利用I_O等待时间,执行其他任务,从而提高程序的吞吐量。