async def

async def 是 Python 中用于定义异步函数的关键字。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）完成时继续执行其他任务，从而提高程序的效率和响应性。

基础概念

1. 协程（Coroutine）：协程是一种更轻量级的线程，可以在单个线程内并发执行多个任务。Python 中的 async 和 await 关键字用于定义和使用协程。
2. 事件循环（Event Loop）：事件循环是异步编程的核心，它负责管理和调度协程的执行。事件循环会不断地检查协程的状态，并在合适的时机切换到其他协程。

优势

1. 提高性能：通过并发执行 I/O 密集型任务，异步编程可以显著提高程序的性能。
2. 更好的资源利用：相比于多线程，协程的创建和切换开销更小，能够更高效地利用系统资源。
3. 简化编程模型：异步编程提供了一种更直观的方式来处理并发任务，避免了复杂的线程同步问题。

类型

1. 异步函数：使用 async def 定义的函数。
2. 异步生成器：使用 async def 和 yield 定义的生成器。
3. 异步迭代器：实现了 __aiter__ 和 __anext__ 方法的对象。

应用场景

1. 网络请求：如 HTTP 请求、WebSocket 连接等。
2. 数据库操作：如异步数据库驱动程序。
3. 文件 I/O：如读写大文件。
4. 并发任务：如定时任务、后台任务等。

示例代码

下面是一个简单的异步函数示例，用于并发执行多个网络请求：

import aiohttp
import asyncio

async def fetch(session, url):
    async with session.get(url) as response:
        return await response.text()

async def main():
    urls = [
        'https://example.com',
        'https://example.org',
        'https://example.net'
    ]
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        tasks = [fetch(session, url) for url in urls]
        responses = await asyncio.gather(*tasks)
        for response in responses:
            print(response[:100])  # 打印每个响应的前100个字符

# 运行事件循环
asyncio.run(main())

常见问题及解决方法

1. 事件循环未启动：确保使用 asyncio.run() 或手动创建并运行事件循环。
2. 事件循环未启动：确保使用 asyncio.run() 或手动创建并运行事件循环。
3. 阻塞操作：避免在异步函数中使用阻塞操作，如 time.sleep()，应使用异步替代品 asyncio.sleep()。
4. 阻塞操作：避免在异步函数中使用阻塞操作，如 time.sleep()，应使用异步替代品 asyncio.sleep()。
5. 异常处理：使用 try-except 块捕获和处理异步操作中的异常。
6. 异常处理：使用 try-except 块捕获和处理异步操作中的异常。

通过理解和正确应用这些概念和方法，可以有效地利用异步编程提升应用程序的性能和响应能力。