關(guān)于我

一個(gè)有思想的程序猿，終身學(xué)習(xí)實(shí)踐者，目前在一個(gè)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)任team lead，技術(shù)棧涉及Android、Python、Java和Go，這個(gè)也是我們團(tuán)隊(duì)的主要技術(shù)棧。

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微信公眾號：終身開發(fā)者(angrycode)

列表生成器

使用yield定義的函數(shù)

在Python早期的版本中協(xié)程也是通過生成器來實(shí)現(xiàn)的，也就是基于生成器的協(xié)程(Generator-based Coroutines)。在前一篇介紹生成器的文章末尾舉了一個(gè)生產(chǎn)者-消費(fèi)者的例子，就是基于生成器的協(xié)程來實(shí)現(xiàn)的。

def producer(c):

n = 0

while n < 5:

n += 1

print('producer {}'.format(n))

r = c.send(n)

print('consumer return {}'.format(r))

def consumer():

r = ''

while True:

n = yield r

if not n:

return

print('consumer {} '.format(n))

r = 'ok'

if __name__ == '__main__':

c = consumer()

next(c) # 啟動(dòng)consumer

producer(c)

看了這段代碼，相信很多初學(xué)者和我一樣對基于生成器的協(xié)程實(shí)現(xiàn)其實(shí)很難馬上就能夠根據(jù)業(yè)務(wù)寫出自己的協(xié)程代碼。Python實(shí)現(xiàn)者們也注意到這個(gè)問題，因?yàn)樗籔ythonic了。而基于生成器的協(xié)程也將被廢棄，因此本文將重點(diǎn)介紹asyncio包的使用，以及涉及到的一些相關(guān)類概念。

注：我使用的Python環(huán)境是3.7。

0x00 何為協(xié)程(Coroutine)

協(xié)程(Coroutine)是在線程中執(zhí)行的，可理解為微線程，但協(xié)程的切換沒有上下文的消耗，它比線程更加輕量些。一個(gè)協(xié)程可以隨時(shí)中斷自己讓另一個(gè)協(xié)程開始執(zhí)行，也可以從中斷處恢復(fù)并繼續(xù)執(zhí)行，它們之間的調(diào)度是由程序員來控制的(可以看本文開篇處生產(chǎn)者-消費(fèi)者的代碼)。

定義一個(gè)協(xié)程

在Python3.5+版本新增了aysnc和await關(guān)鍵字，這兩個(gè)語法糖讓我們非常方便地定義和使用協(xié)程。

在函數(shù)定義時(shí)用async聲明就定義了一個(gè)協(xié)程。

import asyncio

# 定義了一個(gè)簡單的協(xié)程

async def simple_async():

print('hello')

await asyncio.sleep(1) # 休眠1秒

print('python')

# 使用asynio中run方法運(yùn)行一個(gè)協(xié)程

asyncio.run(simple_async())

# 執(zhí)行結(jié)果為

# hello

# python

在協(xié)程中如果要調(diào)用另一個(gè)協(xié)程就使用await。要注意await關(guān)鍵字要在async定義的函數(shù)中使用，而反過來async函數(shù)可以不出現(xiàn)await

# 定義了一個(gè)簡單的協(xié)程

async def simple_async():

print('hello')

asyncio.run(simple_async())

# 執(zhí)行結(jié)果

# hello

asyncio.run()將運(yùn)行傳入的協(xié)程，負(fù)責(zé)管理asyncio事件循環(huán)。

除了run()方法可直接執(zhí)行協(xié)程外，還可以使用事件循環(huán)loop

async def do_something(index):

print(f'start {time.strftime("%X")}', index)

await asyncio.sleep(1)

print(f'finished at {time.strftime("%X")}', index)

def test_do_something():

# 生成器產(chǎn)生多個(gè)協(xié)程對象

task = [do_something(i) for i in range(5)]

# 獲取一個(gè)事件循環(huán)對象

loop = asyncio.get_event_loop()

# 在事件循環(huán)中執(zhí)行task列表

loop.run_until_complete(asyncio.wait(task))

loop.close()

test_do_something()

# 運(yùn)行結(jié)果

# start 00:04:03 3

# start 00:04:03 4

# start 00:04:03 1

# start 00:04:03 2

# start 00:04:03 0

# finished at 00:04:04 3

# finished at 00:04:04 4

# finished at 00:04:04 1

# finished at 00:04:04 2

# finished at 00:04:04 0

可以看出幾乎同時(shí)啟動(dòng)了所有的協(xié)程。

其實(shí)翻閱源碼可知asyncio.run()的實(shí)現(xiàn)也是封裝了loop對象及其調(diào)用。而asyncio.run()每次都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的事件循環(huán)對象用于執(zhí)行協(xié)程。

0x01 Awaitable對象

在Python中可等待(Awaitable)對象有：協(xié)程(corountine)、任務(wù)(Task)、Future。即這些對象可以使用await關(guān)鍵字進(jìn)行調(diào)用

await awaitable_object

1. 協(xié)程(Coroutine)

協(xié)程由async def聲明定義，一個(gè)協(xié)程可由另一個(gè)協(xié)程使用await進(jìn)行調(diào)用

async def nested():

print('in nested func')

return 13

async def outer():

# 要使用await 關(guān)鍵字 才會(huì)執(zhí)行一個(gè)協(xié)程函數(shù)返回的協(xié)程對象

print(await nested())

asyncio.run(outer())

# 執(zhí)行結(jié)果

# in nested func

# 13

如果在outer()方法中直接調(diào)用nested()而不使用await,將拋出一個(gè)RuntimeWarning

async def outer():

# 直接調(diào)用協(xié)程函數(shù)不會(huì)發(fā)生執(zhí)行，只是返回一個(gè) coroutine 對象

nested()

asyncio.run(outer())

運(yùn)行程序，控制臺將輸出以下信息

RuntimeWarning: coroutine 'nested' was never awaited

nested()

RuntimeWarning: Enable tracemalloc to get the object allocation traceback

2. 任務(wù)(Task)

任務(wù)(Task)是可以用來并發(fā)地執(zhí)行協(xié)程。可以使用asyncio.create_task()將一個(gè)協(xié)程對象封裝成任務(wù)，該任務(wù)將很快被排入調(diào)度隊(duì)列并執(zhí)行。

async def nested():

print('in nested func')

return 13

async def create_task():

# create_task 將一個(gè)協(xié)程對象打包成一個(gè) 任務(wù)時(shí)，該協(xié)程就會(huì)被自動(dòng)調(diào)度運(yùn)行

task = asyncio.create_task(nested())

# 如果要看到task的執(zhí)行結(jié)果

# 可以使用await等待協(xié)程執(zhí)行完成，并返回結(jié)果

ret = await task

print(f'nested return {ret}')

asyncio.run(create_task())

# 運(yùn)行結(jié)果

# in nested func

# nested return 13

注：關(guān)于并發(fā)下文還會(huì)詳細(xì)說明。

3. Future

Future是一種特殊的低層級(low-level)對象，它是異步操作的最終結(jié)果(eventual result)。

當(dāng)一個(gè) Future 對象 被等待，這意味著協(xié)程將保持等待直到該 Future 對象在其他地方操作完畢。

通常在應(yīng)用層代碼不會(huì)直接創(chuàng)建Future對象。在某些庫和asyncio模塊中的會(huì)使用到該對象。

async def used_future_func():

await function_that_returns_a_future_object()

0x02 并發(fā)

1. Task

前面我們知道Task可以并發(fā)地執(zhí)行。 asyncio.create_task()就是一個(gè)把協(xié)程封裝成Task的方法。

async def do_after(what, delay):

await asyncio.sleep(delay)

print(what)

# 利用asyncio.create_task創(chuàng)建并行任務(wù)

async def corun():

task1 = asyncio.create_task(do_after('hello', 1)) # 模擬執(zhí)行1秒的任務(wù)

task2 = asyncio.create_task(do_after('python', 2)) # 模擬執(zhí)行2秒的任務(wù)

print(f'started at {time.strftime("%X")}')

# 等待兩個(gè)任務(wù)都完成，兩個(gè)任務(wù)是并行的，所以總時(shí)間兩個(gè)任務(wù)中最大的執(zhí)行時(shí)間

await task1

await task2

print(f'finished at {time.strftime("%X")}')

asyncio.run(corun())

# 運(yùn)行結(jié)果

# started at 23:41:08

# hello

# python

# finished at 23:41:10

task1是一個(gè)執(zhí)行1秒的任務(wù)，task2是一個(gè)執(zhí)行2秒的任務(wù)，兩個(gè)任務(wù)并發(fā)的執(zhí)行，總共消耗2秒。

2. gather

除了使用asyncio.create_task()外還可以使用asyncio.gather()，這個(gè)方法接收協(xié)程參數(shù)列表

async def do_after(what, delay):

await asyncio.sleep(delay)

print(what)

async def gather():

print(f'started at {time.strftime("%X")}')

# 使用gather可將多個(gè)協(xié)程傳入

await asyncio.gather(

do_after('hello', 1),

do_after('python', 2),

)

print(f'finished at {time.strftime("%X")}')

asyncio.run(gather())

# 運(yùn)行結(jié)果

# started at 23:47:50

# hello

# python

# finished at 23:47:52

兩個(gè)任務(wù)消耗的時(shí)間為其中消耗時(shí)間最長的任務(wù)。

0x03 引用

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python until怎么用不了_为何你还不懂得如何使用Python协程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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