asyncio · Python 3零起點教程

`asyncio`是Python 3.4版本引入的標準庫，直接內置了對異步IO的支持。 `asyncio`的編程模型就是一個消息循環。我們從`asyncio`模塊中直接獲取一個`EventLoop`的引用，然后把需要執行的協程扔到`EventLoop`中執行，就實現了異步IO。用`asyncio`實現`Hello world`代碼如下： ~~~ import asyncio @asyncio.coroutine def hello(): print("Hello world!") # 異步調用asyncio.sleep(1): r = yield from asyncio.sleep(1) print("Hello again!") # 獲取EventLoop: loop = asyncio.get_event_loop() # 執行coroutine loop.run_until_complete(hello()) loop.close() ~~~ `@asyncio.coroutine`把一個generator標記為coroutine類型，然后，我們就把這個`coroutine`扔到`EventLoop`中執行。 `hello()`會首先打印出`Hello world!`，然后，`yield from`語法可以讓我們方便地調用另一個`generator`。由于`asyncio.sleep()`也是一個`coroutine`，所以線程不會等待`asyncio.sleep()`，而是直接中斷并執行下一個消息循環。當`asyncio.sleep()`返回時，線程就可以從`yield from`拿到返回值（此處是`None`），然后接著執行下一行語句。把`asyncio.sleep(1)`看成是一個耗時1秒的IO操作，在此期間，主線程并未等待，而是去執行`EventLoop`中其他可以執行的`coroutine`了，因此可以實現并發執行。我們用Task封裝兩個`coroutine`試試： ~~~ import threading import asyncio @asyncio.coroutine def hello(): print('Hello world! (%s)' % threading.currentThread()) yield from asyncio.sleep(1) print('Hello again! (%s)' % threading.currentThread()) loop = asyncio.get_event_loop() tasks = [hello(), hello()] loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks)) loop.close() ~~~ 觀察執行過程： ~~~ Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>) Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>) (暫停約1秒) Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>) Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>) ~~~ 由打印的當前線程名稱可以看出，兩個`coroutine`是由同一個線程并發執行的。如果把`asyncio.sleep()`換成真正的IO操作，則多個`coroutine`就可以由一個線程并發執行。我們用`asyncio`的異步網絡連接來獲取sina、sohu和163的網站首頁： ~~~ import asyncio @asyncio.coroutine def wget(host): print('wget %s...' % host) connect = asyncio.open_connection(host, 80) reader, writer = yield from connect header = 'GET / HTTP/1.0\r\nHost: %s\r\n\r\n' % host writer.write(header.encode('utf-8')) yield from writer.drain() while True: line = yield from reader.readline() if line == b'\r\n': break print('%s header > %s' % (host, line.decode('utf-8').rstrip())) # Ignore the body, close the socket writer.close() loop = asyncio.get_event_loop() tasks = [wget(host) for host in ['www.sina.com.cn', 'www.sohu.com', 'www.163.com']] loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks)) loop.close() ~~~ 執行結果如下： ~~~ wget www.sohu.com... wget www.sina.com.cn... wget www.163.com... (等待一段時間) (打印出sohu的header) www.sohu.com header > HTTP/1.1 200 OK www.sohu.com header > Content-Type: text/html ... (打印出sina的header) www.sina.com.cn header > HTTP/1.1 200 OK www.sina.com.cn header > Date: Wed, 20 May 2015 04:56:33 GMT ... (打印出163的header) www.163.com header > HTTP/1.0 302 Moved Temporarily www.163.com header > Server: Cdn Cache Server V2.0 ... ~~~ 可見3個連接由一個線程通過`coroutine`并發完成。 ### 小結 `asyncio`提供了完善的異步IO支持；異步操作需要在`coroutine`中通過`yield from`完成；多個`coroutine`可以封裝成一組Task然后并發執行。 ### 參考源碼 [async_hello.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/async/async_hello.py) [async_wget.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/async/async_wget.py)