1、初识asyncio协程

初识asyncio协程

1、基本概念

​ 要想了解学习协程相关知识要先对如下几个概念先行了解：

• 阻塞

  ​ 阻塞状态是指程序未获得某所需计算资源时的挂起状态，简单说就是程序在等待某个操做未执行完前没法执行其余操做。

• 非阻塞

  ​ 非阻塞状态是指在等待某项操做执行完前能够继续运行其余操做，也就是不会被阻塞。

• 同步

  ​ 不一样程序单元为了完成某项任务，在执行过程当中以某种通讯方式保证协调一致，假若有一个售票窗口，你必须等前面的人买完票，轮到你才能买，简言之同步意味着有序。

• 异步

  ​ 不一样程序单元为了完成某项任务，在执行过程当中无需进行通讯也能完成任务，例如爬虫，只要抓取目标url便可，无需关心其它抓取目标，简言之异步意味着无序。

• 并发

  ​ 简单说就是操做系统在处理多个任务时快速切换，例如你在看电视时来电话了，此时你选择关闭电视，接完电话再打开看，这样的过程就是并发；

• 并行

  ​ 简单说就是操做系统同时处理多个任务，例如你在看电视时来电话了，此时你选择边看电视边接电话，这样的过程就是并行。

• 协程

  ​ 协程拥有本身的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其余地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈。所以协程能保留上一次调用时的状态，即全部局部状态的一个特定组合，每次过程重入时，就至关于进入上一次调用的状态。

2、asyncio 异步I/O

​ asyncio是用来编写并发代码的库，被用做多个提供高性能异步框架的基础，每每是构建I/O密集型和高层级结构化网络代码的最佳选择。

​ 在了解asyncio的使用方法前，首先有必要先介绍一下，这几个贯穿始终的概念：

• event_loop事件循环：程序开启一个无限的事件循环，程序员会把一些函数注册到事件循环上。当知足事件发生的时候，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，它的调用不会当即执行函数，而是会返回一个协程对象。协程对象须要注册到事件循环，由事件循环调用。

• task任务：一个协程对象就是一个原生能够挂起的函数，任务则是对协程进一步封装，其中包含任务的各类状态。

• future对象：表明未来执行或没有执行的任务的结果，与task没有本质上的区别。

• async/await关键字：python3.5 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。

3、定义一个协程

​ 干看概念总归是难以理解并记住的，下面动手来实现一个协程

from collection.abc import Coroutine

async def a(name):
    print('hello',name)

if __name__ == '__main__':
    test = a('world')   # 输出 hello world
    print(isinstance(test,Coroutine))  # 输出 True

经过以上的实例咱们就完成了一个最简单的协程，能够发现其与普通函数不一样的仅仅是在函数名前加了async

4、协程的工做流程

一个完整的协程工做流程以下：

• 定义/建立一个协程对象

• 将协程转为task任务
• 定义事件循环容器

• 将task任务放到事件循环容器触发

参照下面示例能够完整了解这个流程：

import asyncio

async def a(name):  # 定义一个协程
    print('hello',name)

if __name__ == "__main__":
    coroutine = a('world')  # 第一步，定义一个协程对象
    task = asyncio.ensure_future(coroutine)  # 第二步，将协程转换成task任务
    loop = asyncio.get_event_loop()  # 第三步，定义一个事件循环容器
    loop.run_until_complete(task)  # 第四步，将task任务放到事件循环容器

5、阻塞和await

​ 在程序运行过程当中遇到耗时的操做时会挂起该协程，转而执行别的协程，当挂起的协程运行完毕时再从别的协程切换回去，不等当前这个协程运没运行完毕。举个例子：假若有协程A和协程B，当协程A遇到阻塞耗时的操做时便转向运行协程B，当协程A的耗时操做结束再从协程B切换回去，无论协程B有没有运行完毕。

​ 由前面asyncio的概念能够知道，使用await能够挂起一个协程。

import asyncio

async def a(name):
    await asyncio.sleep(3)  # 模拟耗时的操做，不用time.sleep是由于time模块不支持异步
    print('hello',name)
    
if __name__ == "__main__":
    coroutine = a('world')
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.run_until_complete(coroutine)

补充说明await后面的对象必须的格式：

• 原生协程（coroutine）对象
• 一个由types.coroutine()修饰的生成器
• 一个包含_await方法的对象返回的一个迭代器
  简言之就是协程，任务，Future三种

总结：至此咱们已经初步了解了什么是异步，什么是asyncio，以及协程的工做流程，并进行了实践。