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  • IO框架:asyncio 上篇

    如何定义/创建协程

    只要在一个函数前面加上 async 关键字,这个函数对象是一个协程,通过isinstance函数,它确实是Coroutine类型。

    from collections.abc import Coroutine
    
    async def hello(name):
        print('Hello,', name)
    
    if __name__ == '__main__':
        # 生成协程对象,并不会运行函数内的代码
        coroutine = hello("World")
    
        # 检查是否是协程 Coroutine 类型
        print(isinstance(coroutine, Coroutine))  # True

    生成器是协程的基础,那我们是不是有办法,将一个生成器,直接变成协程使用呢。答案是有的。

    import asyncio
    from collections.abc import Generator, Coroutine
    
    '''
    只要在一个生成器函数头部用上 @asyncio.coroutine 装饰器
    就能将这个函数对象,【标记】为协程对象。注意这里是【标记】,划重点。
    实际上,它的本质还是一个生成器。
    标记后,它实际上已经可以当成协程使用。后面会介绍。
    '''
    
    
    @asyncio.coroutine
    def hello():
        # 异步调用asyncio.sleep(1):
        yield from asyncio.sleep(1)
    
    
    if __name__ == '__main__':
        coroutine = hello()
        print(isinstance(coroutine, Generator))  # True
        print(isinstance(coroutine, Coroutine))  # False

     asyncio的几个概念

    在了解asyncio的使用方法前,首先有必要先介绍一下,这几个贯穿始终的概念。

    • event_loop 事件循环:程序开启一个无限的循环,程序员会把一些函数(协程)注册到事件循环上。当满足事件发生的时候,调用相应的协程函数。
    • coroutine 协程:协程对象,指一个使用async关键字定义的函数,它的调用不会立即执行函数,而是会返回一个协程对象。协程对象需要注册到事件循环,由事件循环调用。
    • future 对象: 代表将来执行或没有执行的任务的结果。它和task上没有本质的区别
    • task 任务:一个协程对象就是一个原生可以挂起的函数,任务则是对协程进一步封装,其中包含任务的各种状态。Task 对象是 Future 的子类,它将 coroutine 和 Future 联系在一起,将 coroutine 封装成一个 Future 对象。
    • async/await 关键字:python3.5 用于定义协程的关键字,async定义一个协程,await用于挂起阻塞的异步调用接口。其作用在一定程度上类似于yield。

    学习协程是如何工作的

    协程完整的工作流程是这样的

    • 定义/创建协程对象
    • 将协程转为task任务
    • 定义事件循环对象容器
    • 将task任务扔进事件循环对象中触发
    import asyncio
    
    async def hello(name):
        print('Hello,', name)
    
    # 定义协程对象
    coroutine = hello("World")
    
    # 定义事件循环对象容器
    loop = asyncio.get_event_loop()
    # task = asyncio.ensure_future(coroutine)
    
    # 将协程转为task任务
    task = loop.create_task(coroutine)
    
    # 将task任务扔进事件循环对象中并触发
    loop.run_until_complete(task)

    输出结果:
    Hello, World

    await与yield对比

    前面我们说,await用于挂起阻塞的异步调用接口。其作用在一定程度上类似于yield。

    注意这里是,一定程度上,意思是效果上一样(都能实现暂停的效果),但是功能上却不兼容。就是你不能在生成器中使用await,也不能在async 定义的协程中使用yield

    普通函数中 不能使用 await

    async 中 不能使用yield

    除此之外呢,还有一点很重要的。

    • yield from 后面可接 可迭代对象,也可接future对象/协程对象;
    • await 后面必须要接 future对象/协程对象

    如何验证呢?

    yield from 后面可接 可迭代对象,这个前两章已经说过了,这里不再赘述。
    接下来,就只要验证,yield fromawait都可以接future对象/协程对象就可以了。

    验证之前呢,要先介绍一下这个函数:
    asyncio.sleep(n),这货是asyncio自带的工具函数,他可以模拟IO阻塞,他返回的是一个协程对象。

    func = asyncio.sleep(2)
    print(isinstance(func, Future))      # False
    print(isinstance(func, Coroutine))   # True

    还有,要学习如何创建Future对象,不然怎么验证。
    前面概念里说过,Task是Future的子类,这么说,我们只要创建一个task对象即可。

    import asyncio
    from asyncio.futures import Future
    
    async def hello(name):
        await asyncio.sleep(2)
        print('Hello, ', name)
    
    coroutine = hello("World")
    
    # 将协程转为task对象
    task = asyncio.ensure_future(coroutine)
    
    print(isinstance(task, Future))   # True

    绑定回调函数

    异步IO的实现原理,就是在IO高的地方挂起,等IO结束后,再继续执行。在绝大部分时候,我们后续的代码的执行是需要依赖IO的返回值的,这就要用到回调了。

    回调的实现,有两种,一种是绝大部分程序员喜欢的,利用的同步编程实现的回调。
    这就要求我们要能够有办法取得协程的await的返回值。

    import asyncio
    import time
    
    async def _sleep(x):
        time.sleep(2)
        return '暂停了{}秒!'.format(x)
    
    
    coroutine = _sleep(2)
    loop = asyncio.get_event_loop()
    
    task = asyncio.ensure_future(coroutine)
    loop.run_until_complete(task)
    
    # task.result() 可以取得返回结果
    print('返回结果:{}'.format(task.result()))

    输出:
    返回结果:暂停了2秒!

    还有一种是通过asyncio自带的添加回调函数功能来实现。

    import time
    import asyncio
    
    
    async def _sleep(x):
        time.sleep(2)
        return '暂停了{}秒!'.format(x)
    
    def callback(future):
        print('这里是回调函数,获取返回结果是:', future.result())
    
    coroutine = _sleep(2)
    loop = asyncio.get_event_loop()
    task = asyncio.ensure_future(coroutine)
    
    # 添加回调函数
    task.add_done_callback(callback)
    
    loop.run_until_complete(task)
    
    
    输出:
    这里是回调函数,获取返回结果是: 暂停了2秒!

    出处:https://www.cnblogs.com/wongbingming/p/9095243.html

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