写一个异步fifo

异步 FIFO 是一种基于硬件或软件实现的数据结构，用于在不同的时钟域之间传递数据，它可以在一个时钟域中接受数据，然后在另一个时钟域中输出相同的数据。下面是一个简单的异步 FIFO 的实现：

class AsyncFIFO:
    def __init__(self, depth):
        self.depth = depth
        self.data = [0] * depth
        self.read_ptr = 0
        self.write_ptr = 0
        self.count = 0

    async def write(self, data):
        while self.count == self.depth:
            await asyncio.sleep(0)
        self.data[self.write_ptr] = data
        self.write_ptr = (self.write_ptr + 1) % self.depth
        self.count += 1

    async def read(self):
        while self.count == 0:
            await asyncio.sleep(0)
        data = self.data[self.read_ptr]
        self.read_ptr = (self.read_ptr + 1) % self.depth
        self.count -= 1
        return data

这个异步 FIFO 使用了一个循环缓冲区来存储数据，当缓冲区满时，写入操作将会被阻塞，直到有空间可用。当缓冲区为空时，读取操作将会被阻塞，直到有数据可用。注意到异步 FIFO 使用了 async/await 语法，这使得它可以与异步程序一起使用，例如 asyncio 库。

使用异步 FIFO 的示例代码如下：

async def producer(fifo):
    for i in range(10):
        await fifo.write(i)
        print(f"producer write: {i}")
        await asyncio.sleep(0.1)

async def consumer(fifo):
    for i in range(10):
        data = await fifo.read()
        print(f"consumer read: {data}")
        await asyncio.sleep(0.2)

async def main():
    fifo = AsyncFIFO(depth=5)
    tasks = [asyncio.create_task(producer(fifo)), asyncio.create_task(consumer(fifo))]
    await asyncio.gather(*tasks)

asyncio.run(main())

这个示例程序使用了两个协程，一个生产者协程和一个消费者协程，它们分别写入和读取数据到异步 FIFO 中。控制台输出如下：

producer write: 0
producer write: 1
producer write: 2
producer write: 3
producer write: 4
consumer read: 0
producer write: 5
consumer read: 1
producer write: 6
consumer read: 2
producer write: 7
consumer read: 3
producer write: 8
consumer read: 4
producer write: 9
consumer read: 5
consumer read: 6
consumer read: 7
consumer read: 8
consumer read: 9