#异步 I/O

异步 I/O（Asynchronous Input/Output） 是一种 不阻塞程序执行 的 I/O 操作方式。发起 I/O 操作后，不必等待操作完成，程序可以继续做其他事情；当操作完成时，通过回调、事件循环或协程机制通知程序处理结果。

#协程

Python 的异步 I/O 基于协程实现。使用async关键字来创建一个异步函数，对异步函数的调用不会执行该函数，而是生成一个协程对象。

对每一个协程对象，都必须等待其结束（即使是没有启动的协程），否则会产生一个 RuntimeWarning 类型的异常。

示例 :

# 创建一个异步函数
async def say_hello():
    print("hello world")

# 创建协程
coro = say_hello()
print("协程对象", coro)
 Loading... 

要启动一个协程，有三种方式：

• 通过 asyncio.run 运行一个协程对象
• 使用 await 关键字，这种方法只能在另一个 async 函数中才能使用
• 通过 asyncio.create_task

• await 必须在 async 函数中才能使用，因此无法启动协程的顶层入口点，此时只能使用 asyncio.run 函数。

• await 让出当前协程并运行目标协程，当前协程直到目标目标的状态变为 done 时才会恢复就绪。 如果 await 的目标不是一个协程(例如Task和Future)，让出当前协程后，事件循环（EventLoop）会从就绪队列中选择一个协程运行。

• asyncio.create_task 让出当前协程并运行目标协程，当前协程不会等待而是加入就绪队列。
  只要目标协程让出，当前协程就有机会执行，从而将启动多个协程，实现并发执行。
  返回的 Task 对象也可以在适当的时候使用 await 等待其结束。

协程的状态转移：

awai 示例：

import asyncio
import time

async def say_hello():
    print("hello", time.strftime('%X'))
    await asyncio.sleep(1)
    print("hello", time.strftime('%X'))

async def say_world():
    print("world", time.strftime('%X'))
    await asyncio.sleep(1)
    print("world", time.strftime('%X'))

# 顶层入口点
async def main():
    await say_hello() # 启动say_hello()返回的协程，并等待其结束
    await say_world() # 要等到前一个await结束后，才会启动

# 启动顶层入口点
asyncio.run(main())

运行结果 :

hello 15:27:26
hello 15:27:27
world 15:27:27
world 15:27:28

asyncio.create_task 示例 :

import asyncio
import time

async def say_hello():
    print("hello", time.strftime('%X'))
    await asyncio.sleep(1)
    print("hello", time.strftime('%X'))

async def say_world():
    print("world", time.strftime('%X'))
    await asyncio.sleep(1)
    print("world", time.strftime('%X'))

# 顶层入口点
async def main():
    task_say_hello = asyncio.create_task(say_hello()) # 启动协程不等待
    task_say_world = asyncio.create_task(say_world()) 

    await task_say_hello
    await task_say_world

# 启动顶层入口点
asyncio.run(main())

运行结果 :

hello 15:29:41
world 15:29:41
hello 15:29:42
world 15:29:42

通过上面两个示例打印的顺序和时间可以看出 await 和 asyncio.create_task 的区别：

• await 启动另一个协程时，使当前协程进入等待状态，需要启动的协程运行完毕，当前协程才能恢复就绪，因此运行流程是串行的
• asyncio.create_task 启动另一个协程时，当前协程仍然是就绪状态，因此运行流程是并发的。