python协程 async/await的理解

本文介绍了Python中async/await的理解,从新老对比出发,详细解析了asyncio和EventLoop的工作机制,包括消息循环、协程与线程的关系、task的创建和管理。通过示例展示了如何使用async/await实现异步IO,并探讨了多个事件加入EventLoop后的并发执行情况。

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新老对比

用asyncio提供的@asyncio.coroutine可以把一个generator标记为coroutine类型,然后在coroutine内部用yield from调用另一个coroutine实现异步操作。为了简化并更好地标识异步IO,从Python 3.5开始引入了新的语法async和await,可以让coroutine的代码更简洁易读。请注意,async和await是针对coroutine的新语法,要使用新的语法,只需要做两步简单的替换:把@asyncio.coroutine替换为async;把yield from替换为await。

@asyncio.coroutine
def hello():
    print("Hello world!")
    r = yield from asyncio.sleep(1)
    print("Hello again!")
async def hello():
    print("Hello world!")
    r = await asyncio.sleep(1)
    print("Hello again!")

asyncio 和 EventLoop 的理解

asyncio是Python 3.4版本引入的标准库,直接内置了对异步IO的支持。
asyncio的编程模型就是一个消息循环。我们从asyncio模块中直接获取一个EventLoop的引用,然后把需要执行的协程扔到EventLoop中执行,就实现了异步IO。

消息循环机制

loop在很多框架模型都有,比如win的loop消息循环机制。安卓的主线程消息循环机制。

同样的EventLoop内部就是一个死循环,可以接收传入的协程任务并执行。

测试加入协程运行

直接运行协程任务报错:

async def async_hello():
    print("async Hello world!")
    r = await asyncio.sleep(1)
    print("async Hello again!")


if __name__ == '__main__':
    async_hello()

异常信息:

C:/Users/huruwo/Desktop/work/sanic_test/async_await_learn.py:25: RuntimeWarning: coroutine 'async_hello' was never awaited
  async_hello()
RuntimeWarning: Enable tracemalloc to get the object allocation traceback

必须使用await修饰才能调用

改为

if __name__ == '__main__':
    await async_hello()

还是报错

  File "C:/Users/huruwo/Desktop/work/sanic_test/async_await_learn.py", line 25
    await async_hello()
    ^
SyntaxError: 'await' out
### Python 中 `async`、`await` 和 `yield` 关键字详解 #### 1. `async` 定义异步函数 `async` 是用于定义协程的关键字。当一个函数被声明为 `async def` 形式时,它返回的是一个协程对象而不是立即执行的结果。这种设计使得该函数可以包含 `await` 表达式来暂停其自身的执行并等待另一个协程完成。 ```python import asyncio async def my_coroutine(): print("Start") await asyncio.sleep(1) # 模拟耗时操作 print("End") # 运行协程 asyncio.run(my_coroutine()) ``` #### 2. `await` 执行异步调用 `await` 只能在由 `async def` 声明的函数内部使用,用来挂起当前协程直到右侧表达式的协程完成,并获取它的结果。这允许编写看起来像同步代码但实际上是非阻塞的操作序列[^1]。 ```python async def fetch_data(): data = await get_remote_resource() process(data) async def main(): result = await fetch_data() asyncio.run(main()) ``` #### 3. `yield` 实现生成器与旧版协程 `yield` 主要用于创建迭代器(即生成器),但在早期版本中也被用来支持基于生成器的协程语法。通过 `@asyncio.coroutine` 装饰器配合 `yield from` 来模拟现代的 `await` 功能。不过这种方式已经被弃用了,在新项目里应该优先考虑使用更直观易读的新风格——`async/await`[^3]。 ```python from asyncio import coroutine @coroutine def old_style_coro(): value = yield from some_async_operation() handle_result(value) ``` #### 区别总结 - **适用范围**: `async` 和 `await` 组合专为构建高效的并发应用程序而设;相比之下,虽然 `yield` 同样能做些类似的事情但它主要用于数据流处理场景下的惰性求值。 - **语法规则**: 使用 `async` 函数内的任何地方都可以放置 `await` 语句去等待其他协程结束工作;然而只有在特定上下文中才可合法地运用带有 `yield` 的生成器作为简单的协程替代品。 - **性能表现**: 新型 `async/await` 结构不仅简化了编码逻辑而且提高了程序的整体效率,因为它们更好地集成了底层事件循环机制[^4]。
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