Python Asyncio模块实现的生产消费者模型的方法
asyncio的关键字说明
- event_loop事件循环:程序开启一个无限循环,把一些函数注册到事件循环上,当满足事件发生的时候,调用相应的协程函数
- coroutine协程:协程对象,指一个使用async关键字定义的函数,它的调用不会立即执行函数,而是会返回一个协程对象,协程对象需要注册到事件循环,由事件循环调用。
- task任务:一个协程对象就是一个原生可以挂起的函数,任务则是对协程进一步封装,其中包含了任务的各种状态
- future:代表将来执行或没有执行的任务结果。它和task上没有本质上的区别
- async/await关键字:async定义一个协程,await用于挂起阻塞的异步调用接口,在python3.4是使用asyncio.coroutine/yieldfrom
在设计模式中,生产消费者模型占有非常重要的地位,这个模型在现实世界中也有很多有意思的对应场景,比如做包子的人和吃包子的人,当两者速度不匹配时,就需要有一个模型来做匹配(偶合),实现做的包子都会依次消费掉。
importasyncio classConsumerProducerModel: def__init__(self,producer,consumer,queue=asyncio.Queue(),plate_size=6):#theplateholds6pcsbread self.queue=queue self.producer=producer self.consumer=consumer self.plate_size=plate_size asyncdefproduce_bread(self): foriinrange(self.plate_size): bread=f"bread{i}" awaitasyncio.sleep(0.5)#breadmakesfaster,0.5s/pc awaitself.queue.put(bread) print(f'{self.producer}makes{bread}') asyncdefconsume_bread(self): whileTrue: bread=awaitself.queue.get() awaitasyncio.sleep(1)#eatslower,1s/pc print(f'{self.consumer}eats{bread}') self.queue.task_done() asyncdefmain(): queue=asyncio.Queue() cp1=ConsumerProducerModel("John","Grace",queue)#group1 cp2=ConsumerProducerModel("Mike","Lucy",queue)#group2 producer_1=cp1.produce_bread() producer_2=cp2.produce_bread() consumer_1=asyncio.ensure_future(cp1.consume_bread()) consumer_2=asyncio.ensure_future(cp2.consume_bread()) awaitasyncio.gather(*[producer_1,producer_2]) awaitqueue.join() consumer_1.cancel() consumer_2.cancel() if__name__=='__main__': loop=asyncio.get_event_loop() loop.run_until_complete(main()) loop.close()
生产消费者模型可以使用多线程和队列来实现,这里选择协程不仅是因为性能不错,而且整个下来逻辑清晰:
1.先定义初始化的东西,要有个队列,要有生产者,要有消费者,要有装面包的盘子大小;
2.生产者:根据盘子大小生产出对应的东西(面包),将东西放入盘子(queue);
3.消费者:从盘子上取东西,每次取东西都是一个任务,每次任务完成,就标记为task_done(调用函数)。在这个层面,一直循环;
4.主逻辑:实例化生产消费者模型对象,创建生产者协程,创建任务(ensure_future),收集协程结果,等待所有线程结束(join),手动取消两个消费者协程;
5.运行:首先创建事件循环,然后进入主逻辑,直到完成,关闭循环。
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