幾個(gè)概念：

event_loop 事件循環(huán)：程序開啟一個(gè)無限的循環(huán)，程序員會(huì)把一些函數(shù)注冊到事件循環(huán)上。當(dāng)滿足事件發(fā)生的時(shí)候，調(diào)用相應(yīng)的協(xié)程函數(shù)。

coroutine 協(xié)程：協(xié)程對象，指一個(gè)使用async關(guān)鍵字定義的函數(shù)，它的調(diào)用不會(huì)立即執(zhí)行函數(shù)，而是會(huì)返回一個(gè)協(xié)程對象。協(xié)程對象需要注冊到事件循環(huán)，由事件循環(huán)調(diào)用。

task 任務(wù)：一個(gè)協(xié)程對象就是一個(gè)原生可以掛起的函數(shù)，任務(wù)則是對協(xié)程進(jìn)一步封裝，其中包含任務(wù)的各種狀態(tài)。

future： 代表將來執(zhí)行或沒有執(zhí)行的任務(wù)的結(jié)果。它和task上沒有本質(zhì)的區(qū)別

async/await 關(guān)鍵字：python3.5 用于定義協(xié)程的關(guān)鍵字，async定義一個(gè)協(xié)程，await用于掛起阻塞的異步調(diào)用接口。

定義協(xié)程

通過async關(guān)鍵字定義一個(gè)協(xié)程(coroutine)，協(xié)程也是一種對象。協(xié)程不能直接運(yùn)行，需要把協(xié)程加入到事件循環(huán)(loop)，由后者在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用協(xié)程。asyncio.get_event_loop方法可以創(chuàng)建一個(gè)事件循環(huán)，然后使用run_until_complete將協(xié)程注冊到事件循環(huán)，并啟動(dòng)事件循環(huán)。

import time

import asyncio

async def task(x):

print('Waiting: ', x)

await asyncio.sleep(x)

start = time.time()

coroutine = task(2)

loop = asyncio.get_event_loop()

loop.run_until_complete(coroutine)

print('用時(shí)：', time.time()-start)

創(chuàng)建task

協(xié)程對象不能直接運(yùn)行，在注冊事件循環(huán)的時(shí)候，其實(shí)是run_until_complete方法將協(xié)程包裝成為了一個(gè)任務(wù)(task)對象。所謂task對象是Future類的子類。保存了協(xié)程運(yùn)行后的狀態(tài)，用于未來獲取協(xié)程的結(jié)果。

import asyncio

import time

async def task(x):

print('Waiting: ', x)

await asyncio.sleep(x)

start = time.time()

coroutine = task(2)

loop = asyncio.get_event_loop()

task = loop.create_task(coroutine) # task = asyncio.ensure_future(coroutine)

print(task)

loop.run_until_complete(task)

print(task)

print('用時(shí)：', time.time() - start)

創(chuàng)建task后，task在加入事件循環(huán)之前是pending狀態(tài)，執(zhí)行之后是finished狀態(tài)。

asyncio.ensure_future(coroutine) 和loop.create_task(coroutine)

都可以創(chuàng)建一個(gè)task，run_until_complete的參數(shù)是一個(gè)futrue對象。當(dāng)傳入一個(gè)協(xié)程，其內(nèi)部會(huì)自動(dòng)封裝成task，task是Future的子類。isinstance(task, asyncio.Future)將會(huì)輸出True。

綁定回調(diào)

綁定回調(diào)，在task執(zhí)行完畢的時(shí)候可以獲取執(zhí)行的結(jié)果，回調(diào)的最后一個(gè)參數(shù)是future對象，通過該對象可以獲取協(xié)程返回值。如果回調(diào)需要多個(gè)參數(shù)，可以通過偏函數(shù)導(dǎo)入。

import time

import asyncio

async def task(x):

print('Waiting: ', x)

await asyncio.sleep(x)

return 'Done after {}s'.format(x)

def callback(future):

print('Callback: ', future.result())

coroutine = task(2)

loop = asyncio.get_event_loop()

task = asyncio.ensure_future(coroutine)

task.add_done_callback(callback)

loop.run_until_complete(task)

coroutine執(zhí)行結(jié)束時(shí)候會(huì)調(diào)用回調(diào)函數(shù)。并通過參數(shù)future獲取協(xié)程執(zhí)行的結(jié)果。我們創(chuàng)建的task和回調(diào)里的future對象，實(shí)際上是同一個(gè)對象。

future 與 result

回調(diào)中我們使用了future對象的result方法。前面不綁定回調(diào)的例子中，我們可以看到task有fiinished狀態(tài)。在那個(gè)時(shí)候，可以直接讀取task的result方法。

async def task(x):

print('Waiting {}'.format(x))

return 'Done after {}s'.format(x)

coroutine = task(2)

loop = asyncio.get_event_loop()

task = asyncio.ensure_future(coroutine)

loop.run_until_complete(task)

# task.result()是協(xié)程對象的返回值

print('Task result: {}'.format(task.result()))

阻塞和await

使用async可以定義協(xié)程對象，使用await可以針對耗時(shí)的操作進(jìn)行掛起，就像生成器里的yield一樣，函數(shù)讓出控制權(quán)。協(xié)程遇到await，事件循環(huán)將會(huì)掛起該協(xié)程，執(zhí)行別的協(xié)程，直到其他的協(xié)程也掛起或者執(zhí)行完畢，再進(jìn)行下一個(gè)協(xié)程的執(zhí)行。

耗時(shí)的操作一般是一些IO操作，例如網(wǎng)絡(luò)請求，文件讀取等。我們使用asyncio.sleep函數(shù)來模擬IO操作。協(xié)程的目的也是讓這些IO操作異步化。

import asyncio

import time

async def task(x):

print('Waiting: ', x)

await asyncio.sleep(x)

return 'Done after {}s'.format(x)

start = time.time()

coroutine = task(2)

loop = asyncio.get_event_loop()

task = asyncio.ensure_future(coroutine)

loop.run_until_complete(task)

print('Task result: ', task.result())

print('Time: ', time.time() - start)

在 sleep的時(shí)候，使用await讓出控制權(quán)。即當(dāng)遇到阻塞調(diào)用的函數(shù)的時(shí)候，使用await方法將協(xié)程的控制權(quán)讓出，以便loop調(diào)用其他的協(xié)程。現(xiàn)在我們的例子就用耗時(shí)的阻塞操作了。

并發(fā)和并行

asyncio實(shí)現(xiàn)并發(fā)，就需要多個(gè)協(xié)程來完成任務(wù)，每當(dāng)有任務(wù)阻塞的時(shí)候就await，然后其他協(xié)程繼續(xù)工作。創(chuàng)建多個(gè)協(xié)程的列表，然后將這些協(xié)程注冊到事件循環(huán)中。

import asyncio

import time

async def task(x):

print('Waiting: ', x)

await asyncio.sleep(x)

return 'Done after {}s'.format(x)

start = time.time()

coroutine1 = task(1) #

coroutine2 = task(2)

coroutine3 = task(4)

loop = asyncio.get_event_loop()

tasks = [ # 創(chuàng)建任務(wù)

asyncio.ensure_future(coroutine1),

asyncio.ensure_future(coroutine2),

asyncio.ensure_future(coroutine3)

]

loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

for task in tasks:

print('Task result: ', task.result())

print('Time: ', time.time() - start)

# 當(dāng)任務(wù)比較多的時(shí)候，可以使用列表生成式，效果是一樣的。

import asyncio

import time

async def task(x):

print('Waiting: ', x)

await asyncio.sleep(x)

return 'Done after {}s'.format(x)

start = time.time()

loop = asyncio.get_event_loop()

tasks = [asyncio.ensure_future(task(i)) for i in [1,2,4]]

loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

for task in tasks:

print('Task result: ', task.result())

print('Time: ', time.time() - start)

使用aysncio實(shí)現(xiàn)了并發(fā)。asyncio.wait(tasks) 也可以使用 asyncio.gather(*tasks) ,前者接受一個(gè)task列表，后者接收一堆task。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python协成_Python协程（上）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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