python 异步async库的使用说明
在学习asyncio之前,先理清楚同步/异步的概念:
同步是指完成事务的逻辑,先执行第一个事务,如果阻塞了,会一直等待,直到这个事务完成,再执行第二个事务,顺序执行
异步是和同步相对的,异步是指在处理调用这个事务的之后,不会等待这个事务的处理结果,直接处理第二个事务去了,通过状态、通知、回调来通知调用者处理结果
asyncio函数:
异步IO采用消息循环的模式,重复“读取消息—处理消息”的过程,也就是说异步IO模型”需要一个消息循环,在消息循环中,主线程不断地重复“读取消息-处理消息”这一过程。
event_loop事件循环:程序开启一个无限的循环,程序员会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,其中包含任务的各种状态。
async/await关键字:用于定义协程的关键字,async定义一个协程,await用于挂起阻塞的异步调用接口。
一、asyncio
下面通过举例来对比同步代码和异步代码编写方面的差异,其次看下两者性能上的差距,使用asyncio.sleep(1)模拟耗时1秒的io操作。
同步代码:
importtime defhello(): time.sleep(1) defrun(): foriinrange(5): hello() print('HelloWorld:%s'%time.time()) if__name__=='__main__': run() HelloWorld:1536842494.2786784 HelloWorld:1536842495.2796268 HelloWorld:1536842496.2802596 HelloWorld:1536842497.2804587 HelloWorld:1536842498.2812462
异步代码:
importtime importasyncio #定义异步函数 asyncdefhello(): print('HelloWorld:%s'%time.time()) #必须使用await,不能使用yieldfrom;如果是使用yieldfrom,需要采用@asyncio.coroutine相对应 awaitasyncio.sleep(1) print('HellowowWorld:%s'%time.time()) defrun(): tasks=[] foriinrange(5): tasks.append(hello()) loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks)) loop=asyncio.get_event_loop() if__name__=='__main__': run() HelloWorld:1536855050.1950748 HelloWorld:1536855050.1950748 HelloWorld:1536855050.1950748 HelloWorld:1536855050.1960726 HelloWorld:1536855050.1960726 (暂停约1秒) HellowowWorld:1536855051.1993241 HellowowWorld:1536855051.1993241 HellowowWorld:1536855051.1993241 HellowowWorld:1536855051.1993241 HellowowWorld:1536855051.1993241
asyncdef用来定义异步函数,其内部有异步操作。每个线程有一个事件循环,主线程调用asyncio.get_event_loop()时会创建事件循环,把异步的任务丢给这个循环的run_until_complete()方法,事件循环会安排协同程序的执行。
上述程序中,hello()会首先打印出Helloworld!,然后,yieldfrom语法可以让我们方便地调用另一个generator。
由于awaitasyncio.sleep(1)也是一个coroutine,所以线程不会等待asyncio.sleep(1),而是直接中断并执行下一个消息循环。
当asyncio.sleep(1)返回时,线程就可以从yieldfrom拿到返回值(此处是None),然后接着执行下一行语句。
把asyncio.sleep(1)看成是一个耗时1秒的IO操作,在此期间,主线程并未等待,而是去执行EventLoop中其他可以执行的coroutine了,因此可以实现并发执行。
asyncio操作的总结:
asyncdefhello():定义async异步函数,中间可以添加awaitasync.sleep(N)来设定中断并执行下一个循环消息
tasks=[]任务则是对协程进一步封装,其中包含任务的各种状态。即多个coroutine函数可以封装成一组Task然后并发执行
loop=asyncio.get_event_loop()#获取“事件循环”对象
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))#通过事件循环,去调用协程函数
loop.close()结束时间循环
二、aiohttp
如果需要并发http请求,通常是用requests,但requests是同步的库,如果想异步的话需要引入aiohttp。
这里引入一个类,fromaiohttpimportClientSession,首先要建立一个session对象,然后用session对象去打开网页。
session可以进行多项操作,比如post,get,put,head等。
基本用法:
asyncwithClientSession()assession:
asyncwithsession.get(url)asresponse:
aiohttp异步实现的例子:
importasyncio fromaiohttpimportClientSession tasks=[] url="https://www.baidu.com/{}" asyncdefhello(url): asyncwithClientSession()assession: asyncwithsession.get(url)asresponse: response=awaitresponse.read() print(response) if__name__=='__main__': loop=asyncio.get_event_loop() loop.run_until_complete(hello(url))
首先asyncdef关键字定义了这是个异步函数,await关键字加在需要等待的操作前面,response.read()等待request响应,是个耗IO操作。然后使用ClientSession类发起http请求。
多链接异步访问
如果我们需要请求多个URL该怎么办呢,同步的做法访问多个URL只需要加个for循环就可以了。但异步的实现方式并没那么容易,在之前的基础上需要将hello()包装在asyncio的Future对象中,然后将Future对象列表作为任务传递给事件循环。
importtime importasyncio fromaiohttpimportClientSession tasks=[] url="https://www.baidu.com/{}" asyncdefhello(url): asyncwithClientSession()assession: asyncwithsession.get(url)asresponse: response=awaitresponse.read() print('HelloWorld:%s'%time.time()) defrun(): foriinrange(5): task=asyncio.ensure_future(hello(url.format(i))) tasks.append(task) if__name__=='__main__': loop=asyncio.get_event_loop() run() loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks)) HelloWorld:1536843566.064149 HelloWorld:1536843566.070586 HelloWorld:1536843566.0769563 HelloWorld:1536843566.0779328 HelloWorld:1536843566.0799286
·收集http响应
好了,上面介绍了访问不同链接的异步实现方式,但是我们只是发出了请求,如果要把响应一一收集到一个列表中,最后保存到本地或者打印出来要怎么实现呢,可通过asyncio.gather(*tasks)将响应全部收集起来
importtime importasyncio fromaiohttpimportClientSession tasks=[] url="https://www.baidu.com/{}" asyncdefhello(url): asyncwithClientSession()assession: asyncwithsession.get(url)asresponse: #print(response) print('HelloWorld:%s'%time.time()) returnawaitresponse.read() defrun(): foriinrange(5): task=asyncio.ensure_future(hello(url.format(i))) tasks.append(task) result=loop.run_until_complete(asyncio.gather(*tasks)) print(result) if__name__=='__main__': loop=asyncio.get_event_loop() run() HelloWorld:1536843488.678779 HelloWorld:1536843488.6797836 HelloWorld:1536843488.6867576 HelloWorld:1536843488.6877556 HelloWorld:1536843488.6877556
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