1、asyncio是什么

async io（異步輸入輸出）是一種編程模式，它允許程序在等待I/O操作（如文件讀寫、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求等）完成時(shí)繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)。通過(guò)這種方式，可以更有效地利用CPU資源和提高程序的響應(yīng)速度，尤其是在處理大量并發(fā)連接或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)時(shí)。

asyncio 是 Python 的一個(gè)庫(kù)，用于編寫并發(fā)代碼，使用協(xié)程、任務(wù)和 Futures 來(lái)處理 I/O 密集型和高延遲操作

正常的發(fā)送請(qǐng)求，發(fā)送請(qǐng)求后會(huì)等待連接建立和服務(wù)器響應(yīng)，這段時(shí)間內(nèi)cpu是空閑的，也無(wú)法切換到其他任務(wù)

asyncio允許當(dāng)執(zhí)行的任務(wù)遇到IO密集型任務(wù)時(shí)（如發(fā)送請(qǐng)求），cpu空閑，將cpu切換到其他任務(wù)上，做其他任務(wù)，等請(qǐng)求建立后，可以重新切換回來(lái)，繼續(xù)進(jìn)行操作

IO密集型任務(wù)

IO 密集型任務(wù)是指那些大部分時(shí)間都花費(fèi)在輸入/輸出（I/O）操作上的任務(wù)。這些任務(wù)的特點(diǎn)是，CPU 的計(jì)算量相對(duì)較小，而等待 I/O 操作完成的時(shí)間較長(zhǎng)。常見的 IO 密集型任務(wù)包括文件讀寫、網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢等。

例如連接網(wǎng)絡(luò)，發(fā)起連接時(shí)需要cpu參與，等待連接過(guò)程是不需要cpu參與，這段時(shí)間，cpu可以空閑下來(lái)，進(jìn)行其他操作，等待到連接建立成功后需要傳輸數(shù)據(jù)了cpu再進(jìn)行操作

特征

• 長(zhǎng)時(shí)間等待：大量時(shí)間花在等待外部設(shè)備或服務(wù)的響應(yīng)上。
• 低 CPU 占用：CPU 在等待 I/O 操作完成時(shí)處于空閑狀態(tài)，因?yàn)椴恍枰M(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。

2、怎么用

1、基本用法

import asyncio
# 定義一個(gè)異步函數(shù)
async def my_coroutine():
    print("開始任務(wù)")
    # 模擬一個(gè)耗時(shí)操作
    await asyncio.sleep(1)  # 等待1秒
    print("任務(wù)完成")
# 創(chuàng)建事件循環(huán)
loop = asyncio.get_event_loop()
# 運(yùn)行異步函數(shù)直到完成
loop.run_until_complete(my_coroutine())
# 關(guān)閉事件循環(huán)
loop.close()

定義了一個(gè)名為my_coroutine的協(xié)程（coroutine），它會(huì)打印一條開始任務(wù)，然后暫停執(zhí)行一段時(shí)間（模擬I/O操作），最后再打印任務(wù)完成。await關(guān)鍵字用于暫停協(xié)程的執(zhí)行，直到等待的操作完成。asyncio.sleep是專門用來(lái)模擬異步等待的函數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，你可能會(huì)替換為真正的異步I/O操作，比如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求或文件操作。

如果你想要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)異步任務(wù)，你可以使用asyncio.gather或者asyncio.wait等函數(shù)來(lái)管理這些任務(wù)。

實(shí)際上這樣顯示不出協(xié)程的用途

但是如果有多個(gè)任務(wù)就可以了

import asyncio
# 定義一個(gè)異步函數(shù)
async def my_coroutine1():
    print("開始任務(wù)1")
    # 模擬一個(gè)耗時(shí)操作
    await asyncio.sleep(1)  # 等待1秒
    print("任務(wù)完成1")
async def my_coroutine2():
    print("開始任務(wù)2")
    # 模擬一個(gè)耗時(shí)操作
    await asyncio.sleep(1)  # 等待1秒
    print("任務(wù)完成2")
async def main():
    results =  await asyncio.gather(my_coroutine1(), my_coroutine2())
    print(results)
if __name__ == '__main__':
    asyncio.run(main())

2、關(guān)鍵字 async

定義：

async關(guān)鍵字用來(lái)聲明一個(gè)函數(shù)為異步函數(shù)（即協(xié)程）。當(dāng)一個(gè)函數(shù)被定義為異步時(shí)，它不會(huì)像普通函數(shù)那樣立即執(zhí)行其內(nèi)部代碼，而是返回一個(gè)協(xié)程對(duì)象。這個(gè)協(xié)程對(duì)象可以在事件循環(huán)中調(diào)度執(zhí)行。

async def function_name(parameters):
    # 協(xié)程體

使用場(chǎng)景：

當(dāng)你需要定義一個(gè)可能會(huì)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間等待的函數(shù)（如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、文件讀寫等），你可以使用async來(lái)標(biāo)記該函數(shù)，表明它是一個(gè)異步操作，并且可以通過(guò)await來(lái)暫停它的執(zhí)行直到某些條件滿足。

await

定義：await關(guān)鍵字只能出現(xiàn)在由async定義的函數(shù)內(nèi)部，用于暫停當(dāng)前協(xié)程的執(zhí)行，直到所等待的另一個(gè)協(xié)程或異步操作完成。await后面通常跟的是一個(gè)可等待對(duì)象（如另一個(gè)協(xié)程、Future、Task等）。

語(yǔ)法：

await expression

使用場(chǎng)景：

當(dāng)你在一個(gè)異步函數(shù)內(nèi)需要等待另一個(gè)異步操作的結(jié)果時(shí)，你可以使用await來(lái)暫停當(dāng)前函數(shù)的執(zhí)行，讓出CPU資源給其他任務(wù)，直到等待的操作完成。

asyncio.run()：

這是運(yùn)行頂層協(xié)程的主要方式，適用于Python 3.7+版本。它會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的事件循環(huán)并運(yùn)行傳入的協(xié)程，直到協(xié)程完成。完成后，它會(huì)關(guān)閉事件循環(huán)并返回協(xié)程的結(jié)果。

asyncio.create_task()：

用于在事件循環(huán)中并發(fā)啟動(dòng)多個(gè)協(xié)程。它接受一個(gè)協(xié)程作為參數(shù)，并返回一個(gè)Task對(duì)象，該對(duì)象代表了正在運(yùn)行的任務(wù)。這有助于管理并發(fā)任務(wù)，比如同時(shí)發(fā)起多個(gè)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。

import asyncio
async def task1():
    print("Task 1 started")
    await asyncio.sleep(1)
    print("Task 1 completed")
async def task2():
    print("Task 2 started")
    await asyncio.sleep(2)
    print("Task 2 completed")
async def main():
    # 創(chuàng)建任務(wù)但不等待它們
    task_1 = asyncio.create_task(task1())
    task_2 = asyncio.create_task(task2())
    # 執(zhí)行其他代碼...
    # 等待任務(wù)完成
    await task_1
    await task_2
# 運(yùn)行主函數(shù)
asyncio.run(main())

asyncio.gather()：

如果想要并發(fā)地運(yùn)行多個(gè)協(xié)程并且收集所有結(jié)果，可以使用gather。它可以接收多個(gè)協(xié)程作為參數(shù)，并返回一個(gè)包含所有協(xié)程返回值的列表。

import asyncio
async def task1():
    print("Task 1 started")
    await asyncio.sleep(1)
    print("Task 1 completed")
    return "Result from Task 1"
async def task2():
    print("Task 2 started")
    await asyncio.sleep(2)
    print("Task 2 completed")
    return "Result from Task 2"
async def main():
    # 使用 gather 同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)
    results = await asyncio.gather(task1(), task2())
    print(results)
# 運(yùn)行主函數(shù)
asyncio.run(main())

asyncio.wait() 可以用來(lái)等待一組協(xié)程中的任意數(shù)量完成。你可以指定不同的等待條件，如全部完成、任何一個(gè)完成等。

import asyncio
async def task1():
    print("Task 1 started")
    await asyncio.sleep(1)
    print("Task 1 completed")
async def task2():
    print("Task 2 started")
    await asyncio.sleep(2)
    print("Task 2 completed")
async def main():
    # 創(chuàng)建任務(wù)列表
    tasks = [task1(), task2()]
    # 等待所有任務(wù)完成
    done, pending = await asyncio.wait(tasks, return_when=asyncio.ALL_COMPLETED)
    for future in done:
        print(future.result())
# 運(yùn)行主函數(shù)
asyncio.run(main())

如果你想按完成順序處理結(jié)果，而不是按照任務(wù)創(chuàng)建的順序，可以使用 asyncio.as_completed()。它返回一個(gè)迭代器，在每個(gè)協(xié)程完成后產(chǎn)生它的Future對(duì)象。

import asyncio
async def task1():
    print("Task 1 started")
    await asyncio.sleep(1)
    print("Task 1 completed")
    return "Result from Task 1"
async def task2():
    print("Task 2 started")
    await asyncio.sleep(2)
    print("Task 2 completed")
    return "Result from Task 2"
async def main():
    # 創(chuàng)建任務(wù)列表
    tasks = [task1(), task2()]
    # 按完成順序處理結(jié)果
    for future in asyncio.as_completed(tasks):
        result = await future
        print(result)
# 運(yùn)行主函數(shù)
asyncio.run(main())

• asyncio.gather()：適合同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)任務(wù)，并等待所有任務(wù)完成。
• asyncio.create_task()：用于立即啟動(dòng)任務(wù)并在之后等待它們完成。
• asyncio.wait()：提供靈活的等待條件，例如等待所有或任一任務(wù)完成。
• asyncio.as_completed()：根據(jù)任務(wù)完成的順序來(lái)處理結(jié)果。

到此這篇關(guān)于Python 異步編程 asyncio簡(jiǎn)介及基本用法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python asyncio內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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