python asyncio异步编程

时间: 2023-10-13 09:04:16 浏览: 190

详解python异步编程之asyncio(百万并发)

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前言：python由于GIL（全局锁）的存在，不能发挥多核的优势，其性能一直饱受诟病。然而在IO密集型的网络编程里，异步处理比同步处理能提升成百上千倍的效率，弥补了python性能方面的短板，如最新的微服务框架japronto，resquests per second可达百万级。 python还有一个优势是库（第三方库）极为丰富，运用十分方便。asyncio是python3.4版本引入到标准库，python2x没有加这个库，毕竟python3x才是未来啊，哈哈！python3.5又加入了async/await特性。在学习asyncio之前，我们先来理清楚同步/异步的概念：同步是指完成 Python中的异步编程是解决高并发、IO密集型任务的关键技术。由于Python的全局解释器锁（GIL），它在多核环境下无法充分利用CPU资源，但在处理网络I/O时，异步编程能够显著提高效率。Python 3.4引入了标准库`asyncio`，在3.5版本中进一步增加了`async`和`await`这两个关键字，使得异步编程更加简洁易用。同步编程是一种线性执行方式，当一个任务阻塞时，后续任务必须等待该任务完成才能继续执行。这在处理大量网络请求或磁盘I/O时会导致效率低下，因为大部分时间都在等待I/O操作完成，而非执行计算任务。相比之下，异步编程允许程序在等待I/O操作时继续执行其他任务，提高了整体效率。在`asyncio`中，`async def`用于定义异步函数，其中包含可能会阻塞的I/O操作，例如`asyncio.sleep()`。这些函数返回一个协程对象。事件循环（`asyncio.get_event_loop()`）负责调度和执行这些协程。通过`asyncio.run()`或`loop.run_until_complete()`，我们可以将协程提交给事件循环，使其在后台执行，同时让主线程可以处理其他任务。以下是一个简单的同步与异步对比示例：同步代码： ```python import time def hello(): time.sleep(1) def run(): for _ in range(5): hello() print('Hello World:', time.time()) if __name__ == '__main__': run() ``` 同步代码中，每个`hello()`调用都会阻塞1秒，导致总共需要5秒才能完成。异步代码： ```python import asyncio import time async def hello(): await asyncio.sleep(1) print('Hello World:', time.time()) async def run(): await asyncio.gather(*[hello() for _ in range(5)]) if __name__ == '__main__': asyncio.run(run()) ``` 异步代码中，所有`hello()`调用几乎是并行执行的，因此输出的"Hello World"几乎是同时出现，大大减少了总执行时间。当需要处理HTTP请求时，可以使用`aiohttp`库，这是一个专为异步编程设计的HTTP客户端和服务器库。使用`ClientSession`，我们可以发起异步的GET、POST等请求。以下是一个使用`aiohttp`发送异步HTTP请求的例子： ```python import asyncio from aiohttp import ClientSession async def hello(url): async with ClientSession() as session: async with session.get(url) as response: response_text = await response.text() print(response_text) if __name__ == '__main__': url = "https://www.baidu.com/" loop = asyncio.get_event_loop() loop.run_until_complete(hello(url)) ``` 在这个例子中，`ClientSession`的异步上下文管理器`async with`确保了请求的正确关闭，即使在异常情况下也能释放资源。`await response.text()`等待响应体完全读取，然后打印出来。总结来说，Python的`asyncio`库结合`aiohttp`，为开发者提供了强大的工具，能够在IO密集型场景下实现高效的异步并发处理，有效利用系统资源，提升程序性能，从而在微服务框架、网络爬虫等领域展现出强大的竞争力。

Python asyncio是一种用于编写异步代码的库。它提供了一种基于协程的方式来处理并发任务，使得处理IO密集型操作更加高效。在asyncio中，我们可以使用async和await关键字来定义异步函数和等待异步任务的执行。当我们遇到一个IO操作时，可以使用await关键字暂时挂起当前的协程，去执行其他的任务，待IO操作完成后再回到该协程继续执行。这种方式避免了阻塞操作，提高了程序的并发性能。使用Python asyncio编写异步代码的一般步骤如下： 1. 导入asyncio库：import asyncio 2. 定义一个异步函数：使用async关键字定义一个函数，在其中使用await关键字来等待异步任务的执行。 3. 创建事件循环：使用asyncio.get_event_loop()方法创建一个事件循环对象。 4. 将异步任务添加到事件循环中：使用事件循环的run_until_complete()方法将异步任务添加到事件循环中，开始执行异步代码。 5. 执行事件循环：使用事件循环的run_forever()方法或者run_until_complete()方法来执行事件循环，直到所有的异步任务完成。通过使用Python asyncio，我们可以利用异步编程的特性来提高代码的性能和效率。它适用于网络编程、并发任务处理、IO密集型操作等场景。同时，它也提供了丰富的工具和类库，使得编写异步代码更加简单和方便。

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