作者:禅与计算机程序设计艺术
1.简介
在应用程序中,当需要处理时间要求高、开销大的I/O操作时,往往采用异步IO的方式提升性能。通过异步IO,应用线程不会等待IO操作的完成而直接去执行其他任务,从而有效地提高了系统的并发能力。但是,在异步编程中,仍然存在很多细节问题需要考虑,比如内存管理、异常处理等。基于这些问题,开发人员就需要熟练掌握Python中的异步IO编程接口及其相关库。为了帮助读者更好地理解异步IO模型,本文会先给出一些基本概念和术语,然后详细阐述异步IO模型背后的基本原理,以及如何利用asyncio模块实现异步IO编程。最后,还会给出一些示例代码展示如何利用asyncio模块实现不同的功能,以及异步IO的挑战与未来发展方向。
2.基本概念和术语
2.1 同步(Synchronous)vs 异步(Asynchronous)
IO操作就是计算机与外部设备之间的通信方式之一。同步和异步是两种不同角度对待IO操作的方式,它们在定义和执行过程上的区别如下图所示:
同步IO(Synchronous IO)是指一个进程发送请求之后,必须等待直到收到被请求数据的响应后才能继续运行下一步,这种模式下用户只能看到一个结果,称为阻塞式。
异步IO(Asynchronous IO)则是指进程发送请求后,不必等待直到数据准备就绪,而是可以先进行其他的任务,当数据返回时系统通知进程,这种模式下用户可以得到多个结果,称为非阻塞式。
在前一种模式下,如果某个操作耗时很长,那么后面的操作就会受到影响,