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[python 異步編程之 asyncio(百萬(wàn)并發(fā))]

• 一、asyncio

• 二、aiohttp

前言：python 由于 GIL(全局鎖)的存在，不能發(fā)揮多核的優(yōu)勢(shì)，其性能一直飽受詬病。然而在 IO 密集型的網(wǎng)絡(luò)編程里，異步處理比同步處理能提升成百上千倍的效率，彌補(bǔ)了 python 性能方面的短板，如最新的微服務(wù)框架 japronto，resquests per second 可達(dá)百萬(wàn)級(jí)。python 還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)是庫(kù)(第三方庫(kù))極為豐富，運(yùn)用十分方便。asyncio 是python3.4 版本引入到標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，python2x 沒(méi)有加這個(gè)庫(kù)，畢竟 python3x 才是未來(lái)啊，哈哈！python3.5 又加入了 async/await 特性。在學(xué)習(xí) asyncio 之前，我們先來(lái)理清楚同步/異步的概念：

• 同步是指完成事務(wù)的邏輯，先執(zhí)行第一個(gè)事務(wù)，如果阻塞了，會(huì)一直等待，直到這個(gè)事務(wù)完成，再執(zhí)行第二個(gè)事務(wù)，順序執(zhí)行。

• 異步是和同步相對(duì)的，異步是指在處理調(diào)用這個(gè)事務(wù)的之后，不會(huì)等待這個(gè)事務(wù)的處理結(jié)果，直接處理第二個(gè)事務(wù)去了，通過(guò)狀態(tài)、通知、回調(diào)來(lái)通知調(diào)用者處理結(jié)果。

一、asyncio

下面通過(guò)舉例來(lái)對(duì)比同步代碼和異步代碼編寫方面的差異，其次看下兩者性能上的差距，我們使用 sleep(1) 模擬耗時(shí) 1 秒的 io 操作。同步代碼：import?time

def?hello():
????time.sleep(1)

def?run():
????for?i in?range(5):
????????hello()
????????print('Hello World:%s'?% time.time()) # 任何偉大的代碼都是從Hello World 開(kāi)始的！
if?__name__ == '__main__':出：(間隔約是1s)Hello?World:1527595175.4728756
Hello?World:1527595176.473001
Hello?World:1527595177.473494
Hello?World:1527595178.4739306
Hello?World:1527595179.474482異步代碼：import?time
import?asyncio

# 定義異步函數(shù)
async?def?hello():
????asyncio.sleep(1)
????print('Hello World:%s'?% time.time())

def?run():
????for?i in?range(5):
????????loop.run_until_complete(hello())

loop = asyncio.get_event_loop()
if?__name__ =='__main__':
????run()輸出：Hello?World:1527595104.8338501
Hello?World:1527595104.8338501
Hello?World:1527595104.8338501
Hello?World:1527595104.8338501
Hello?World:1527595104.8338501async def ?用來(lái)定義異步函數(shù)，其內(nèi)部有異步操作。每個(gè)線程有一個(gè)事件循環(huán)，主線程調(diào)用 asyncio.get_event_loop() 時(shí)會(huì)創(chuàng)建事件循環(huán)，你需要把異步的任務(wù)丟給這個(gè)循環(huán)的 run_until_complete() 方法，事件循環(huán)會(huì)安排協(xié)同程序的執(zhí)行。二、aiohttp

如果需要并發(fā) http 請(qǐng)求怎么辦呢，通常是用 requests，但 requests 是同步的庫(kù)，如果想異步的話需要引入 aiohttp。這里引入一個(gè)類，from aiohttp import ClientSession，首先要建立一個(gè) session 對(duì)象，然后用 session 對(duì)象去打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)。session 可以進(jìn)行多項(xiàng)操作，比如 post, get, put, head 等?；居梅?#xff1a;async?with?ClientSession() as?session:
????async?with?session.get(url) as?response:aiohttp 異步實(shí)現(xiàn)的例子：import?asyncio
from?aiohttp import?ClientSession


tasks = []
url = "https://www.baidu.com/{}"
async?def?hello(url):
????async?with?ClientSession() as?session:
????????async?with?session.get(url) as?response:
????????????response = await?response.read()
????????????print(response)

if?__name__ == '__main__':
????loop = asyncio.get_event_loop()
????loop.run_until_complete(hello(url))先 async def 關(guān)鍵字定義了這是個(gè)異步函數(shù)，await 關(guān)鍵字加在需要等待的操作前面，response.read() 等待 request 響應(yīng)，是個(gè)耗 IO 操作。然后使用ClientSession 類發(fā)起 http 請(qǐng)求。多鏈接異步訪問(wèn)如果我們需要請(qǐng)求多個(gè) URL 該怎么辦呢，同步的做法訪問(wèn)多個(gè) URL 只需要加個(gè) ?for 循環(huán)就可以了。但異步的實(shí)現(xiàn)方式并沒(méi)那么容易，在之前的基礎(chǔ)上需要將 hello() 包裝在 asyncio 的 Future 對(duì)象中，然后將 Future 對(duì)象列表作為任務(wù)傳遞給事件循環(huán)。import?time
import?asyncio
from?aiohttp import?ClientSession

tasks = []
url = "https://www.baidu.com/{}"
async?def?hello(url):
????async?with?ClientSession() as?session:
????????async?with?session.get(url) as?response:
????????????response = await?response.read()
# print(response)
????????????print('Hello World:%s'?% time.time())

def?run():
????for?i in?range(5):
????????task = asyncio.ensure_future(hello(url.format(i)))
????????tasks.append(task)


if?__name__ == '__main__':
????loop = asyncio.get_event_loop()
????run()
????loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))輸出：Hello?World:1527754874.8915546
Hello?World:1527754874.899039
Hello?World:1527754874.90004
Hello?World:1527754874.9095392
Hello?World:1527754874.9190395收集 http 響應(yīng)好了，上面介紹了訪問(wèn)不同鏈接的異步實(shí)現(xiàn)方式，但是我們只是發(fā)出了請(qǐng)求，如果要把響應(yīng)一一收集到一個(gè)列表中，最后保存到本地或者打印出來(lái)要怎么實(shí)現(xiàn)呢，可通過(guò) asyncio.gather(*tasks) 將響應(yīng)全部收集起來(lái)，具體通過(guò)下面實(shí)例來(lái)演示。import?time
import?asyncio
from?aiohttp import?ClientSession

tasks = []
url = "https://www.baidu.com/{}"
async?def?hello(url):
????async?with?ClientSession() as?session:
????????async?with?session.get(url) as?response:
# print(response)
????????????print('Hello World:%s'?% time.time())
????????????return?await?response.read()

def?run():
????for?i in?range(5):
????????task = asyncio.ensure_future(hello(url.format(i)))
????????tasks.append(task)
????result = loop.run_until_complete(asyncio.gather(*tasks))
????print(result)

if?__name__ == '__main__':
????loop = asyncio.get_event_loop()
????run()輸出：Hello World:1527765369.0785167
Hello World:1527765369.0845182
Hello World:1527765369.0910277
Hello World:1527765369.0920424
Hello World:1527765369.097017
[b'\r\n\r\n<html>\r\n<head>\r\n......異常解決假如你的并發(fā)達(dá)到2000個(gè)，程序會(huì)報(bào)錯(cuò)：ValueError: too many file descriptors in select()。報(bào)錯(cuò)的原因字面上看是 Python 調(diào)取的 select 對(duì)打開(kāi)的文件有最大數(shù)量的限制，這個(gè)其實(shí)是操作系統(tǒng)的限制，linux 打開(kāi)文件的最大數(shù)默認(rèn)是1024，windows 默認(rèn)是509，超過(guò)了這個(gè)值，程序就開(kāi)始報(bào)錯(cuò)。這里我們有三種方法解決這個(gè)問(wèn)題：1.限制并發(fā)數(shù)量。(一次不要塞那么多任務(wù)，或者限制最大并發(fā)數(shù)量)2.使用回調(diào)的方式。3.修改操作系統(tǒng)打開(kāi)文件數(shù)的最大限制，在系統(tǒng)里有個(gè)配置文件可以修改默認(rèn)值，具體步驟不再說(shuō)明了。不修改系統(tǒng)默認(rèn)配置的話，個(gè)人推薦限制并發(fā)數(shù)的方法，設(shè)置并發(fā)數(shù)為500，處理速度更快。#coding:utf-8
import?time,asyncio,aiohttp


url = 'https://www.baidu.com/'
async?def?hello(url,semaphore):
????async?with?semaphore:
????????async?with?aiohttp.ClientSession() as?session:
????????????async?with?session.get(url) as?response:
????????????????return?await?response.read()


async?def?run():
????semaphore = asyncio.Semaphore(500) # 限制并發(fā)量為500
????to_get = [hello(url.format(),semaphore) for?_ in?range(1000)] #總共1000任務(wù)
????await?asyncio.wait(to_get)


if?__name__ == '__main__':
# now=lambda :time.time()
????loop = asyncio.get_event_loop()
????loop.run_until_complete(run())
????loop.close()

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python3 sleep 并发_python异步编程之asyncio（百万并发）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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