Python 的异步 IO：Asyncio 简介

来源：adam1q84链接：

https://segmentfault.com/a/1190000008814676

所谓「异步 IO」，就是你发起一个 IO 操作，却不用等它结束，你可以继续做其他事情，当它结束时，你会得到通知。

Asyncio 是并发（concurrency）的一种方式。对 Python 来说，并发还可以通过线程（threading）和多进程（multiprocessing）来实现。

Asyncio 并不能带来真正的并行（parallelism）。当然，因为 GIL（全局解释器锁）的存在，Python 的多线程也不能带来真正的并行。

可交给 asyncio 执行的任务，称为协程（coroutine）。一个协程可以放弃执行，把机会让给其它协程（即 或 ）。

定义协程

协程的定义，需要使用 语句。

便是一个协程。

准确来说， 是一个协程函数，可以通过 来验证：

这个协程什么都没做，我们让它睡眠几秒，以模拟实际的工作量 ：

在解释 之前，有必要说明一下协程可以做哪些事。协程可以：

也是一个协程，所以 就是等待另一个协程。可参见 的文档：

运行协程

调用协程函数，协程并不会开始运行，只是返回一个协程对象，可以通过 来验证：

此处还会引发一条警告：

要让这个协程对象运行的话，有两种方式：

简单来说，只有 loop 运行了，协程才可能运行。

下面先拿到当前线程缺省的 loop ，然后把协程对象交给 ，协程对象随后会在 loop 里得到运行。

是一个阻塞（blocking）调用，直到协程运行结束，它才返回。这一点从函数名不难看出。

的参数是一个 future，但是我们这里传给它的却是协程对象，之所以能这样，是因为它在内部做了检查，通过 函数把协程对象包装（wrap）成了 future。所以，我们可以写得更明显一些：

完整代码：

运行结果：

回调

假如协程是一个 IO 的读操作，等它读完数据后，我们希望得到通知，以便下一步数据的处理。这一需求可以通过往 future 添加回调来实现。

多个协程

实际项目中，往往有多个协程，同时在一个 loop 里运行。为了把多个协程交给 loop，需要借助 函数。

或者先把协程存在列表里：

运行结果：

这两个协程是并发运行的，所以等待的时间不是 1 + 3 = 4 秒，而是以耗时较长的那个协程为准。

参考函数 的文档：

gather(*coros_or_futures, loop=None, return_exceptions=False)

Return a future aggregating results from the given coroutines or futures.

发现也可以传 futures 给它：

起聚合的作用，把多个 futures 包装成单个 future，因为 只接受单个 future。

run_until_complete 和 run_forever

我们一直通过 来运行 loop ，等到 future 完成， 也就返回了。

输出：

现在改用：

输出：

三秒钟过后，future 结束，但是程序并不会退出。 会一直运行，直到 被调用，但是你不能像下面这样调 ：

不返回， 永远也不会被调用。所以，只能在协程中调 ：

这样并非没有问题，假如有多个协程在 loop 里运行：

第二个协程没结束，loop 就停止了——被先结束的那个协程给停掉的。

要解决这个问题，可以用 把多个协程合并成一个 future，并添加回调，然后在回调里再去停止 loop。

其实这基本上就是 的实现了， 在内部也是调用 。

Close Loop?

以上示例都没有调用 ，好像也没有什么问题。所以到底要不要调 呢？

简单来说，loop 只要不关闭，就还可以再运行：

但是如果关闭了，就不能再运行了：

建议调用 ，以彻底清理 loop 对象防止误用。

gather vs. wait

和 功能相似。

具体差别可请参见 StackOverflow 的讨论：Asyncio.gather vs asyncio.wait。

Timer

C++ Boost.Asio 提供了 IO 对象 timer，但是 Python 并没有原生支持 timer，不过可以用 模拟。

（完）

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