Python 18.2 asyncio

asyncio

asyncio是python3.4版本引入的标准库，直接内置了对异步IO的支持。

asyncio的编程模型就是一个消息循环。我们从asyncio模块中直接获取一个EventLoop的引用，然后把需要执行的协程扔到EventLoop中执行，就实现了异步IO。

用asyncio实现HelloWorld的代码如下:
import asyncio

@asyncio.coroutine

def hello():
    print('Hello,World!')

    r = yield from asyncio.sleep(1)

    print('Hello,again')

loop =asyncio.get_event_loop()

loop.run_until_complete(hello())

loop.close()

@asyncio.coroutine把一个generator标记为coroutine类型，然后我们就把这个coroutine扔到EventLoop中执行。

hello()会首先打印出Hello，World！然后，yield from语法可以方便的让我们调用另一个generator。由于asyncio.sleep()也是一个coroutine，所以线程不会等待asyncio.sleep()，而是直接中断并执行下一个消息循环。当asyncio.sleep()返回时，线程就可以从yield from拿到返回值(此处是None)，然后接着执行下一个语句。

把asyncio.sleep()看作是一个耗时1s的IO操作，在此期间，主线程并未等待，而是去执行EventLoop中其他可执行的coroutine了。因此可以实现并发执行。

我们用Task装两个coroutine试试:
import threading

import asyncio

@asyncio.coroutine

def hello():
    print('Hello,World! (%s)' % threading.currentThread())

    yield from asyncio.sleep(1)

    print('Hello,again! (%s)' % threading.currentThread())

loop =asyncio.get_event_loop()

tasks =[hello(),hello()]

loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

loop.close()

Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)
Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)
(暂停约1秒)
Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)
Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)

由打印的当前线程名称可以知道，两个coroutine是由同一个线程并发执行的。

如果把asyncio.sleep()换成真正的IO操作，则多个coroutine就可以由一个线程并发执行。

我们用sayncio的异步网络连接来获取sina、搜狐、和163的网站首页:

import asyncio@asyncio.coroutine
def wget(host):
    print('wget %s...' % host)
    connect = asyncio.open_connection(host, 80)
    reader, writer = yield from connect
    header = 'GET / Http/1.0\r\nHost: %s\r\n\r\n' % host
    writer.write(header.encode('utf-8'))    
    yield from writer.drain()    
    while True:
        line = yield from reader.readline()        
        if line == b'\r\n':            
        break
        print('%s header > %s' % (host, line.decode('utf-8').rstrip()))    
        # Ignore the body, close the Socket
    writer.close()

loop = asyncio.get_event_loop()
tasks = [wget(host) for host in ['www.sina.com.cn', 'www.sohu.com', 'www.163.com']]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
loop.close()

执行结果:

wget www.sohu.com...
wget www.sina.com.cn...
wget www.163.com...
(等待一段时间)
(打印出sohu的header)
www.sohu.com header > HTTP/1.1 200 OK
www.sohu.com header > Content-Type: text/html
...
(打印出sina的header)
www.sina.com.cn header > HTTP/1.1 200 OK
www.sina.com.cn header > Date: Wed, 20 May 2015 04:56:33 GMT
...
(打印出163的header)
www.163.com header > HTTP/1.0 302 Moved Temporarily
www.163.com header > Server: Cdn Cache Server V2.0
...

可见3个连接由一个线程通过coroutine并发完成。

小结：
asyncio提供了完善的异步IO支持。

异步操作需要在coroutine中通过yield from完成。

多个coroutine可以封装成一组Task然后并发执行。