《Python 协程革命：深入理解 asyncio 的事件循环与高并发奥秘》

《Python 协程革命：深入理解 asyncio 的事件循环与高并发奥秘》

一、引言：并发编程的新时代

在过去的十年里，Python 的并发编程经历了从传统线程、进程模型到现代异步编程的巨大转变。随着 Web 服务、实时数据处理、爬虫系统等对高并发 I/O 的需求不断增长，asyncio 成为了 Python 并发编程的新宠。

这篇文章将带你深入理解 asyncio 的核心机制：协程（Coroutine）、事件循环（Event Loop）与任务（Task），并通过实战案例展示它们如何在单线程内实现高效的并发 I/O。

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二、背景介绍：为什么是 asyncio？

Python 最初并不以并发著称。虽然有 threading 和 multiprocessing 模块，但它们在 I/O 密集型任务中存在性能瓶颈和资源浪费。

随着异步编程理念的兴起，Python 在 3.4 版本引入了 asyncio，并在 3.5 版本加入了 async/await 语法糖，使得异步编程变得更加直观和易用。

如今，asyncio 已广泛应用于：

• 高并发 Web 服务（如 FastAPI）
• 网络爬虫与数据抓取
• 实时数据流处理
• 自动化工具与机器人系统

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三、基础概念解析：协程、事件循环与任务

1. 协程（Coroutine）：异步函数的本质

协程是一种可以挂起和恢复的函数。它通过 async def 定义，并使用 await 关键字等待异步操作完成。

import asyncio

async def say_hello():
    print("Hello")
    await asyncio.sleep(1)
    print("World")

协程本身不会自动执行，必须由事件循环调度。

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2. 事件循环（Event Loop）：调度的“大脑”

事件循环是 asyncio 的核心，它负责：

• 管理所有协程的执行状态
• 监听 I/O 操作是否完成
• 调度下一个可执行任务

async def main():
    await say_hello()

asyncio.run(main())

asyncio.run() 会创建并启动一个事件循环，直到所有任务完成。

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3. 任务（Task）：协程的执行载体

任务是事件循环中的协程包装器，它允许多个协程并发执行。

async def fetch