# asyncio
`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)
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