终面倒计时10分钟：技术总监用`asyncio`挑战阻塞I/O，候选人用`trio`证明异步真香

场景设定

在终面的倒计时阶段，技术总监决定用一个实际问题考验候选人的异步编程能力。他提出使用 asyncio 优化一个阻塞 I/O 的问题，而候选人却大胆提出使用更现代的 trio 库来解决。

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面试流程

第一轮：技术总监提问

技术总监：小明，我们知道 asyncio 是 Python 异步编程的核心库，它解决了许多阻塞 I/O 的问题。现在我有一个场景：我们需要并发地从多个远程 API 获取数据，每个 API 调用可能需要 1 秒。假设我们有 10 个 API，用传统的同步方式需要 10 秒。你认为如何用 asyncio 优化这个问题？

候选人回答

候选人：用 asyncio 确实是一个很好的选择！不过，我建议我们可以升级到更现代的 trio 库。trio 不仅提供了与 asyncio 类似的异步功能，还在资源管理和任务嵌套方面做了很大的改进。我来简单对比一下：

1. 性能优势：

   • trio 的任务调度器在处理大量并发任务时，性能比 asyncio 更好，因为它使用了更高效的事件循环实现。
   • trio 的错误传播机制更优雅，能够自动捕获和传播嵌套任务中的异常，而 asyncio 需要手动处理。

2. 资源管理：

   • trio 提供了 nursery 的概念，类似于 asyncio 的 TaskGroup，但更强大。nursery 可以自动管理子任务的生命周期，包括自动取消未完成的任务。
   • trio 的错误处理机制更清晰，能够捕获并传播子任务中的异常，而 asyncio 需要手动捕获异常。

3. 任务嵌套：

   • trio 的 nursery 和 scope 机制允许我们更优雅地嵌套任务，而 asyncio 的嵌套任务需要手动管理子任务的取消和异常传播。

技术总监追问

技术总监：听起来 trio 很不错，但毕竟 asyncio 是 Python 的官方库，社区支持和生态更成熟。你能现场演示一下如何用 trio 重构传统 asyncio 代码，并解决任务嵌套和错误传播的问题吗？

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第二轮：现场演示

候选人：当然可以！我来现场写一个简单的例子，演示如何用 trio 实现并发 API 调用，并解决任务嵌套和错误传播的问题。

import trio
import httpx
import random

async def fetch_data(url):
    try:
        async with httpx.AsyncClient() as client:
            response = await client.get(url)
            response.raise_for_status()
            return response.json()
    except httpx.RequestError as exc:
        print(f"Request failed: {exc}")
        return None

async def main():
    api_urls = [
        "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1",
        "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/2",
        "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/3",
        # ... 其他 API URL
    ]

    async with trio.open_nursery() as nursery:
        results = []
        for url in api_urls:
            # 使用 nursery 启动子任务，并捕获异常
            nursery.start_soon(fetch_and_handle, url, results)

    print("All tasks completed. Results:")
    print(results)

async def fetch_and_handle(url, results):
    try:
        data = await fetch_data(url)
        results.append(data)
    except Exception as exc:
        print(f"Error processing {url}: {exc}")

trio.run(main)

代码解析

1. trio.open_nursery：

   • nursery 是 trio 的核心机制，用于管理子任务的生命周期。
   • 它会自动捕获子任务中的异常，并传播到父任务。

2. 嵌套任务：

   • fetch_and_handle 函数是一个子任务，负责处理单个 API 调用。
   • 如果子任务抛出异常，nursery 会自动捕获并传播。

3. 错误传播：

   • trio 的错误传播机制非常优雅，子任务中的异常会自动传播到父任务，而不需要手动捕获。

技术总监评价

技术总监：小明，你的代码逻辑清晰，trio 的使用也非常到位。确实，trio 在任务嵌套和错误传播方面比 asyncio 更简洁。不过，需要注意的是，trio 的生态和社区支持不如 asyncio，在生产环境中可能需要权衡。

候选人：非常感谢您的指正！确实，trio 的生态还在发展中，但在一些对异步性能和任务管理要求较高的场景中，trio 是一个非常值得考虑的选项。如果需要，我可以继续深入研究如何在生产环境中结合 asyncio 和 trio 的优势。

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第三轮：终面结束

技术总监：（微笑）小明，你今天的表现非常出色！你不仅展示了对 asyncio 和 trio 的深刻理解，还能够灵活地结合实际场景选择合适的工具。不过，异步编程是一个非常复杂的话题，建议你继续深入研究 trio 的高级用法，并考虑如何在生产环境中平衡社区支持和性能需求。

候选人：非常感谢您的认可！我会继续学习 trio 和 asyncio 的最佳实践，并努力在实际项目中应用这些技术。希望有机会和团队一起探索更多有趣的异步编程场景！

（技术总监点头，面试结束）