python 多进程和多线程3 —— asyncio - 异步IO

asyncio 被用作 提供高性能 Python 异步框架的基础，包括网络和网站服务，数据库连接库，分布式任务队列等等。

asyncio 提供一组 高层级 API 用于:

• 并发地 运行 Python 协程 并对其执行过程实现完全控制;

• 执行 网络 IO 和 IPC;

• 控制 子进程;

• 通过 队列 实现分布式任务;

• 同步 并发代码;

此外，还有一些 低层级 API 以支持 库和框架的开发者 实现:

• 创建和管理 事件循环，以提供异步 API 用于 网络化, 运行 子进程，处理 OS 信号 等等;

• 使用 transports 实现高效率协议;

• 通过 async/await 语法 桥接 基于回调的库和代码。

 

event_loop 事件循环：程序开启一个无限的循环，会把一些函数注册到事件循环上。当满足事件发生时，调用相应的协程函数。

asyncio.gather和asyncio.wait

1. asyncio.gather能收集协程的结果，且会按照输入协程的顺序保存对应协程的执行结果，而asyncio.wait的返回值有两项，第一项是完成的任务列表，第二项表示等待完成的任务列表。
2. asyncio.wait 支持接受一个参数return_when，默认情况下asyncio.wait会等待全部任务完成(return_when='ALL_COMPLETED')，它还支持FIRST_COMPLETED（第一个协程完成就返回）和FIRST_EXCEPTION（出现第一个异常就返回）：

 

# 定义协程coroutine：调用不会立即执行，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。
async def my_task(x):
    print('Waiting: ', x)
    return "Done"
 
# 消息循环: 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，就实现异步IO。
loop = asyncio.get_event_loop()       # new_event_loop
loop.run_until_complete(my_task(2))   # 堵塞直到所有tasks完成
 
 
# 创建task
task = loop.create_task(my_task(2))   # 或 task = asyncio.ensure_future(my_task(2))
loop.run_until_complete(task)         # 运行任务直到Future完成并返回它的结果，task.result()协程返回值
 
 
# 绑定回调
def callback(future):
    print('Callback: ', future.result())
task.add_done_callback(callback)
loop.run_until_complete(task)      # coroutine执行结束时会调用回调函数，并通过参数future获取协程执行的结果， 创建的task和回调里的future对象，实际上是同一个对象。
 
 
# 在函数定义时用async def foo()代替 @gen.coroutine 装饰器, 用 await 代替yield. 
# 协程遇到await，事件循环会将其挂起，执行别的协程，直到其他协程也挂起或执行完毕，再进行下一个协程的执行。
async def my_task(x):
    print('Waiting: ', x)
    await asyncio.sleep(x)
    return "Done"
# ====================================================================
def start_loop(loop):
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()
def more_work(x):
    print('More work {}'.format(x))
    time.sleep(x)   # 同步阻塞
    print('Finished more work {}'.format(x))
 
 
# 动态添加协程到事件循环: 多线程
new_loop = asyncio.new_event_loop()
t = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
t.start()
new_loop.call_soon_threadsafe(more_work, 6)
new_loop.call_soon_threadsafe(more_work, 3)
 
 
# 子线程中进行事件循环的并发操作，同时主线程又不会被block
asyncio.run_coroutine_threadsafe(my_task(6), new_loop)
asyncio.run_coroutine_threadsafe(my_task(4), new_loop)
 
 
# master-worker主从模式： 主线程用来监听队列，子线程用于处理队列
t.setDaemon(True)    # 设置子线程为守护线程， 当主线程结束的时候，子线程也随机退出。
try:
    while True:
        task = rcon.rpop("queue")
        if not task:
            time.sleep(1)
            continue
        asyncio.run_coroutine_threadsafe(my_task(int(task)), new_loop)
except KeyboardInterrupt as e:
    print(e)
    new_loop.stop()
 
 

loop.run_until_complete(future)：协程()、task、asyncio.wait(tasks)、asyncio.gather(*tasks)   # 阻塞调用，直到协程运行结束，它才返回。
loop.run_forever()   # 一直运行，直到loop.stop被调用. 但不能直接调用，可用gather把多个协程合并成一个future，并添加回调，然后在回调里再去停止 loop。
 
 
@asyncio.coroutine把一个generator标记为coroutine类型，然后就把这个coroutine扔到EventLoop中执行。
asyncio.sleep()   # 协程，可模拟IO操作如网络请求，文件读取等

参考： https://www.jianshu.com/p/b5e347b3a17c