Python异步编程之web框架 异步vs同步 文件IO任务压测对比

1|0测试基本信息

主题：比较异步框架和同步框架在文件IO操作的性能差异
python版本：python 3.8
压测工具：locust
web框架：同步：flask 异步：aiohttp、starlette
异步文件模块：aiofiles、anyio.Path
请求并发量: 模拟10个用户
服务器配置: Intel(R) i7-12700F
客户端配置：Intel(R) i7-8700 3.20GHz

2|0flask 同步框架

flask是python中轻量级web框架，特点是灵活、轻量级、扩展性高。同时flask是一个同步框架，文件操作内容是在请求中打开一个文件demo.txt，读取文件内容，然后返回文件内容。

from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)


@app.route('/file')
def file():
    with open("demo.txt") as f:
        text = f.read()
    return text


if __name__ == '__main__':
    app.run(port=8090, host="0.0.0.0")

2|1压测结果

并发量：453

3|0aiohttp 异步框架

aiohttp 是一个基于 asyncio 的异步 HTTP 网络模块，它既提供了服务端，又提供了客户端。由于python内置函数open不支持异步读写，所以选用异步文件读写速度最快的 aiofiles 模块，打开同一个demo.txt文件。

from aiohttp import web
import aiofiles

routes = web.RouteTableDef()

@routes.get("/file")
async def file(request):
    async with aiofiles.open("demo.txt") as fp:
        text = await fp.read()
    return web.Response(text=text)

if __name__ == '__main__':
    app = web.Application()
    app.add_routes(routes)
    web.run_app(app)

3|1压测结果

并发量：1490

4|0starlette 异步框架

starlette 是当下火热的异步框架fastapi依赖的唯二模块之一，主要用于异步请求的处理。anyio是starlette依赖的包，一个封装asyncio的高级异步库，自带异步io操作。

from starlette.applications import Starlette
from starlette.responses import JSONResponse
from starlette.routing import Route
from anyio import Path


async def file(request):
    text = await Path('demo.txt').read_text()
    return JSONResponse(text)


app = Starlette(debug=True, routes=[Route('/file', file),])

4|1压测结果

并发量：1538

5|0对比

并发曲线图对比：

参数对比：

框架	文件IO并发量	延迟	纯框架无IO并发量
flask	453	21 ms	463
aiohttp	1490	6 ms	1455
starlette	1538	6 ms	1539

6|0总结

在文件读写方面，异步框架性能是同步框架的3倍左右。同一个框架相较于无IO并发时性能略有下降但并不是很多，这说明文件IO阻塞并严重。下一篇比较数据库IO的并发性能。

准备连载一系列关于python异步编程的文章。包括同异步框架性能对比、异步事情驱动原理等。首发微信公众号，欢迎关注第一时间阅读。

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本文作者：goldsunshine
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