[python異步編程之a(chǎn)syncio(百萬(wàn)并發(fā))]

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__':

run()

輸出：(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:1527595104.8338501

async 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。

基本用法：

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))

首先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\r\n

\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()

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的pythonasyncio并发编程实战_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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