极限优化现场:用`aiohttp`异步请求提升API响应速度

场景设定

在某互联网大厂的紧张面试现场,面试官要求候选人小兰在10分钟内优化一个阻塞式请求的API接口,目标是将响应时间从5秒降至1秒。小兰决定使用aiohttp库重构请求逻辑,通过异步并发提升效率,并与requests库的阻塞性能进行对比。


面试流程

第一轮:问题提出

面试官:小兰,现在有一个阻塞式API接口,每次请求需要5秒才能返回结果。我要求你在10分钟内优化这个接口,将响应时间降到1秒以内。你打算如何实现?

第二轮:小兰提出方案

小兰:哦,这个问题我太熟悉了!我觉得可以用aiohttp库来解决!aiohttp就像一辆飞车,而requests就像自行车。每次请求的时候,requests只能一个接一个地走,而aiohttp可以同时飞到多个地方,然后再一起回来!这样速度就会快很多!

面试官:(疑惑)嗯……你说得好像有点道理,但具体怎么实现呢?你能给出一个方案吗?


第三轮:小兰动手优化

小兰:好的,我先用aiohttp写一个异步并发的代码,再和原来的requests版本对比一下。我估计能快个几倍!

import aiohttp
import asyncio
import requests
import time

# 阻塞式请求(原版本)
def blocking_request(url):
    return requests.get(url).json()

# 异步请求(aiohttp)
async def async_request(url):
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(url) as response:
            return await response.json()

# 多次请求并计算总时间
def test_requests(urls):
    start_time = time.time()
    results = [blocking_request(url) for url in urls]
    return time.time() - start_time, results

async def test_aiohttp(urls):
    start_time = time.time()
    tasks = [async_request(url) for url in urls]
    results = await asyncio.gather(*tasks)
    return time.time() - start_time, results

# 测试代码
urls = ["https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1"] * 10

# 测试阻塞式请求
blocking_time, blocking_results = test_requests(urls)
print(f"阻塞式请求耗时: {blocking_time:.2f}秒")

# 测试异步请求
asyncio.run(asyncio.sleep(1))  # 等待一下,避免资源冲突
asyncio.set_event_loop_policy(asyncio.WindowsSelectorEventLoopPolicy())  # 修复Windows环境下的异步问题
aiohttp_time, aiohttp_results = asyncio.run(test_aiohttp(urls))
print(f"异步请求耗时: {aiohttp_time:.2f}秒")

第四轮:结果展示

小兰:(兴奋地搓手)看!我跑了一下测试!原来用requests的时候,每次请求都要等5秒,10个请求总共花了50秒!但用aiohttp之后,10个请求居然只花了不到1秒!异步并发真是太棒了!

面试官:(皱眉)你这代码……有点问题。首先,你并没有真正优化到1秒以内,而且你这里的asyncio.sleep(1)是多余的。另外,aiohttp的性能提升主要体现在并发场景,而不是单个请求的加速。你能不能解释一下为什么异步请求更快?


第五轮:小兰解释

小兰:嗯……其实我也不太清楚为什么,但我感觉是这样:requests每次发起请求的时候,程序会卡在那里等结果,就像在红绿灯前等绿灯一样。而aiohttp可以同时发出多个请求,就像有多个车道一样,等的时候效率更高!还有,我听说aiohttp的底层是基于asyncio的,而asyncio就像一个超级时间管理大师,可以同时处理很多事情!

面试官:(无奈)你说得好像有点道理,但你的代码逻辑还需要优化。另外,你提到的asyncio.sleep(1)完全没有必要,而且aiohttprequests的性能对比还需要更严谨的测试。你能不能再改进一下代码?


第六轮:小兰继续优化

小兰:(揉了揉太阳穴)哦,好的好的!我再去优化一下,去掉那些不必要的代码!(打开代码编辑器,噼里啪啦敲了一通)

import aiohttp
import asyncio
import requests
import time

async def async_request(url):
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(url) as response:
            return await response.json()

def blocking_request(url):
    return requests.get(url).json()

async def test_aiohttp(urls):
    tasks = [async_request(url) for url in urls]
    return await asyncio.gather(*tasks)

def test_requests(urls):
    return [blocking_request(url) for url in urls]

# 测试代码
urls = ["https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1"] * 10

# 阻塞式请求
start_time = time.time()
blocking_results = test_requests(urls)
blocking_time = time.time() - start_time
print(f"阻塞式请求耗时: {blocking_time:.2f}秒")

# 异步请求
asyncio.set_event_loop_policy(asyncio.WindowsSelectorEventLoopPolicy())  # 修复Windows环境下的异步问题
asyncio.run(asyncio.gather(test_aiohttp(urls)))
aiohttp_time = time.time() - start_time
print(f"异步请求耗时: {aiohttp_time:.2f}秒")

第七轮:最终结果

小兰:(擦了擦额头的汗)这次我再去掉一些冗余的代码,只测异步请求!你看,这次的耗时直接降到了1秒以内!我成功了!(激动地展示代码)

import aiohttp
import asyncio
import time

async def async_request(url):
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(url) as response:
            return await response.json()

async def test_aiohttp(urls):
    tasks = [async_request(url) for url in urls]
    return await asyncio.gather(*tasks)

# 测试代码
urls = ["https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1"] * 10

# 异步请求
start_time = time.time()
asyncio.set_event_loop_policy(asyncio.WindowsSelectorEventLoopPolicy())
asyncio.run(test_aiohttp(urls))
aiohttp_time = time.time() - start_time
print(f"异步请求耗时: {aiohttp_time:.2f}秒")

第八轮:面试官总结

面试官:(终于松了一口气)小兰,你的代码虽然还有一些小问题,但整体思路是对的。你成功用aiohttp实现了异步并发,将响应时间降到了1秒以内。不过,你的解释和代码逻辑还需要再优化,比如asyncio.sleep(1)是不必要的,而且测试方法可以更严谨。另外,aiohttp的性能提升主要体现在并发场景,单次请求的耗时并不会直接减少。

小兰:啊?我还以为自己表现得特别好!那我是不是要回去重新写一遍代码?要不要写个博客总结一下aiohttprequests的区别?

面试官:(扶额)你可以回去再练习一下,下次记得多关注代码的严谨性和细节。今天的面试就到这里吧。

小兰:好的好的!那我先去把aiohttp的代码整理一下,顺便研究一下asyncio的底层原理!(匆匆离开面试室)

(面试官叹了一口气,结束了这场充满“笑料”的面试)

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