asyncio 协程异步执行_sayncio开启线程执行异步任务-优快云博客

背景

在抓取Compare, Download & Develop Open Source & Business Software - SourceForge网站内的linux开源软件时，同一款软件有多个版本和对应的多个不同格式的包，按照以往的线性模式，爬取一页29款软件需花费33分钟。共计999页，预计花费22天。

分析得出，大部分时间都在遍历软件的不同文件夹，

我是否可以优化为，同时发送多个请求进行文件夹的遍历，从而解决占用时间过多的问题。

如使用协程进行异步执行。将代码进行异步后发现，爬取信息的速度加快，但网站拥有反扒等措施，同时大量多次访问会显示‘‘访问速度限制’’，无法正常访问，虽然异步后因为网站反扒限制没能解决爬取时间过长的问题，但是异步的方法还是很值得记录一下

接下来仅介绍协程如何使用

事件循环+同步调用API

import asyncio

import time

async def download(url):

print("start download url")

time.sleep(2)

print("end download url")

if __name__ == "__main__":

start = time.time()

loop = asyncio.get_event_loop()

loop.run_until_complete(download("www.baidu.com"))

print(time.time()-start)

结果：

start download url
end download url
2.0046780109405518

注意：首先asyncio已经帮我们实现了基于各个系统(linux/windows/mac)事件循环模块，比如我们这里通过asyncio.get_event_loop() 获取事件循环对象，有了循环对象我们才能调度协称，获取协称的结果。

我们看到download
下载函数先执行第一个print，再sleep 2s，然后再print，从结果来看就是这样的，没有问题。

但是当我们在并发的情况下，在看看会有什么问题：

#只需要修改loop.run_until_complete这个入参就行

#其他都没变化

loop.run_until_complete(asyncio.wait([download("www.baidu.com") for i in range(2)]))

start download url
end download url
start download url
end download url
4.008697748184204

看到了吧，结果令人非常不适，你期望的结果是2s左右返回，但是为啥4s左右才返回呢？结局真的让人很头大。

罪魁祸首是谁呢？就是因为异步代码中有同步调用，即download协称中有time.sleep同步调用。

事件循环是单线程运行的，所以当sleep之后阻塞单线程，没办法继续运行，所以只能变成同步调用，所以你会看到2个download任务同步返回，耗时4s。

那么如何解决这个问题呢？

事件循环+异步调用API

用asyncio.sleep代替time.sleep

# 把download中time.sleep替换成await asyncio.sleep

await asyncio.sleep(2)

还是上面例子运行如下：

start download url
start download url
end download url
end download url
2.0069119930267334

我们可以看到两个任务并发运行，结果也是我们想要的2s，几乎可以认为两个任务是同时开始同时结束的，这就达到了异步编程的要求：要异步，所有的都要异步。

创建任务(Task)或者未来对象(Future)

上面我们讲解了事件循环如何调用协称来实现异步编程，其实事件循环不但可以调用协称，而且还可以调度Task或者Future对象，比如:

1 2	`只需要修改loop.run_until_complete的入参即可其他不用修改` `loop.run_until_complete(asyncio.ensure_future(download("www.baidu.com")))`

这里是通过asyncio.ensure_future创建Future对象，

而run_until_complete的入参是多选的，

协称/Future/Task都可以当作参数传递进去，比如创建Task对象：

# 解释同上

loop.run_until_complete(loop.create_task(download("www.baidu.com")))

通过loop.create_task创建Task对象，run_until_complete照样可以接受，为什么呢？

因为Task是Future的派生类，所以二者都可以当作入参传递。

还有asyncio.ensure_future的底层就是调用loop.create_task，所以看似ensure_future是和事件循环无关，

但其实内部是有获取事件循环并且调用create_task的。

部分源码：

def ensure_future(coro_or_future, *, loop=None):

if coroutines.iscoroutine(coro_or_future):

if loop is None: //没有事件循环

loop = events.get_event_loop() //获取loop，这个和main中外面获取的loop是同一个，因为在单线程中并且是线程安全的。

task = loop.create_task(coro_or_future)

以上两者运行结果都是一样的，如下：

start download url
end download url
2.0043089389801025

asyncio.wait和asyncio.gather的高阶API用法

asyncio.wait我们上面示例都在用，大致意思就是运行所有协称/Task/Future，直到他们完成，而它本身就是一个协称，所以可以被事件循环run_until_complete调度。

我们重点说下asyncio.gather的用法，这个函数是high-level的，就是高度抽象的，它比wait更加灵活和方便。比如：

# 和wait用法一样

loop.run_until_complete(asyncio.gather(download("www.baidu.com")))

如果更加灵活呢？

# 示例1 和wait差不多，就是前面得加*

tasks = [download("www.baidu.com") for i in range(2)]

loop.run_until_complete(asyncio.gather(*tasks))

# 示例2:分组运行

tasks1 = [download("www.baidu.com") for i in range(2)]

tasks2 = [download("www.baidu.com") for i in range(2)]

loop.run_until_complete(asyncio.gather(*tasks1, *tasks2))

如果想要接受返回值呢？

import asyncio

import time

# download上面定义过了

async def run():

tasks1 = [download("www.baidu.com") for i in range(2)]

tasks2 = [download("www.baidu.com") for i in range(2)]

ret = await asyncio.gather(*tasks1, *tasks2)

print(ret)

if __name__ == "__main__":

start = time.time()

asyncio.run(run())

print(time.time()-start)

start download url

end download url

['hello world', 'hello world', 'hello world', 'hello world']

2.005855083465576

我们看到各个协称执行的结果也都获取到了，日常开发中建议多用gather

协称/Task/Future执行完之后想要回调怎么办？

很简单，虽然这种情况我们不多见，但是万一在项目中需要回调，那么只需要几行代码就可以搞定回调。

import asyncio

import time

from functools import partial

async def download(url):

print("start download url")

await asyncio.sleep(2)

print("end download url")

return "hello world" //协称返回的结果

def callback(url, future): //协称在return之前的回调

print("回调了:", url)

if __name__ == "__main__":

start = time.time()

loop = asyncio.get_event_loop()

future = asyncio.gather(download("www.baidu.com"))

future.add_done_callback(partial(callback, "www.baidu.com")) //利用partial函数包装callback，因为add_done_callback添加回调只接受一个参数,所以这里必须得用partial包装成一个函数，那相应的callback需要在增加一个参数url，而且这个url必须放在参数前面，这样的话我们就可以在回调的时候传递多个参数了。

loop.run_until_complete(future)

print("协称运行的结果：", future.result())

print(time.time()-start)

运行结果：

start download url
end download url
回调了: www.baidu.com
协称运行的结果： ['hello world']
2.0060088634490967

syncio的高阶API和事件循环相结合起来，可以在python的异步编程中发挥巨大作用，你只需要像编写同步代码那样编写异步代码，只是异步多了几个语法规则而已，只有多做才能熟练。