并發(fā)性與傳統(tǒng)的阻塞式編程
在傳統(tǒng)的阻塞式編程中,當(dāng)一個(gè)任務(wù)等待 I/O 操作(例如讀取文件或網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求)時(shí),整個(gè)程序會(huì)被阻塞,直到該操作完成。這會(huì)限制應(yīng)用程序的效率,特別是當(dāng)處理大量 I/O 密集型操作時(shí)。
asyncio 的事件循環(huán)
asyncio 引入了事件循環(huán)的概念,該循環(huán)不斷監(jiān)視各種 I/O 事件。當(dāng)檢測(cè)到事件時(shí),事件循環(huán)會(huì)將適當(dāng)?shù)幕卣{(diào)函數(shù)放到事件隊(duì)列中。這些回調(diào)函數(shù)被稱(chēng)為協(xié)程,它們代表著可以掛起的任務(wù)。
協(xié)程和異步編程
協(xié)程是 asyncio 的核心概念。它們是輕量級(jí)的、可暫停和恢復(fù)的任務(wù)。與線程不同,協(xié)程在同一線程中執(zhí)行,避免了線程創(chuàng)建和上下文切換的開(kāi)銷(xiāo)。異步編程涉及使用協(xié)程,以便當(dāng)一個(gè)任務(wù)等待 I/O 時(shí),其他任務(wù)可以繼續(xù)執(zhí)行。
演示代碼:
下面的代碼示例演示了如何使用 asyncio 執(zhí)行異步 I/O 操作:
import asyncio async def get_url(url): async with asyncio.get_event_loop() as loop: async with asyncio.ClientSession() as session: async with session.get(url) as response: return await response.text() asyncio.run(get_url("https://example.com"))
登錄后復(fù)制
在上面的示例中,get_url()
函數(shù)定義了一個(gè)異步協(xié)程,用于獲取給定 URL 的內(nèi)容。該協(xié)程使用事件循環(huán)來(lái)同時(shí)執(zhí)行 I/O 操作和非阻塞計(jì)算。
協(xié)程的優(yōu)勢(shì)
使用協(xié)程有許多優(yōu)勢(shì):
真正的并發(fā)性: 協(xié)程允許應(yīng)用程序真正并發(fā)地執(zhí)行任務(wù)。當(dāng)一個(gè)任務(wù)等待 I/O 時(shí),其他任務(wù)可以繼續(xù)執(zhí)行。
可擴(kuò)展性: 基于協(xié)程的應(yīng)用程序可以處理大量的并發(fā)請(qǐng)求,而不會(huì)耗盡資源。
效率: 協(xié)程避免了線程的開(kāi)銷(xiāo),從而提供更有效和響應(yīng)更快的應(yīng)用程序。
asyncio 的實(shí)際應(yīng)用
asyncio 被廣泛用于以下領(lǐng)域的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā):
WEB 服務(wù)器和客戶(hù)端
網(wǎng)絡(luò)抓取
數(shù)據(jù)處理和分析
實(shí)時(shí)通信
通過(guò)利用事件循環(huán)和協(xié)程,asyncio 為 python 開(kāi)發(fā)人員提供了構(gòu)建高性能、可擴(kuò)展和真正并發(fā)的應(yīng)用程序的強(qiáng)大工具。