O que são corrotinas em Python e como implementar programação assíncrona em Python

2024-07-12

Corotina

Uma corrotina é um componente do programa que permite que vários pontos de entrada de um programa suspendam e retomem a execução em locais específicos. Ao contrário de threads e processos, a troca de corrotinas é explicitamente controlada pelo programador, em vez de programada pelo sistema operacional. Isso torna a corrotina mais leve ao realizar trocas de contexto, pois não há necessidade de salvar e restaurar todo o ambiente de execução (como a pilha de threads).

Em Python, as corrotinas passam principalmenteasynceawait Palavras-chave a serem alcançadas. As funções definidas usando essas palavras-chave são chamadas de "funções de corrotina" e não são executadas imediatamente quando chamadas, mas retornam um objeto de corrotina. Este objeto de corrotina precisa ser agendado para execução no loop de eventos.

Programação Assíncrona

A programação assíncrona é um modelo de simultaneidade que permite que um programa continue executando outras tarefas enquanto aguarda a conclusão de certas operações de longa duração (como operações de E/S). Em Python, a programação assíncrona é frequentemente usada com corrotinas, cuja execução é agendada através de um loop de eventos.

Como implementar programação assíncrona em Python

1. Uso`async`e`await`

Definir função de corrotina:usarasync defpara definir a função de co-rotina.
Aguarde a corrotina: Dentro da função corrotina, você pode usarawaitaguardar a conclusão de outra co-rotina ou operação assíncrona.

2. Use loop de eventos

Pitãoasyncio A biblioteca fornece uma implementação do loop de eventos. Você precisa ter certeza de que seu código assíncrono é executado em algum loop de eventos.
usarasyncio.run(main())para executar sua função principal de corrotina, que cria e gerencia automaticamente o loop de eventos.

3. Exemplo de código

python复制代码

	`import asyncio`

	`# 定义一个异步函数，模拟一个耗时的I/O操作`
	`async def fetch_data(url):`
	`print(f"Fetching {url}...")`
	`# 模拟耗时操作`
	`await asyncio.sleep(1)`
	`return f"Data from {url}"`

	`async def main():`
	`# 同时启动多个异步任务`
	`task1 = asyncio.create_task(fetch_data('http://example.com/data1'))`
	`task2 = asyncio.create_task(fetch_data('http://example.com/data2'))`

	`# 等待所有任务完成`
	`result1, result2 = await asyncio.gather(task1, task2)`
	`print(result1)`
	`print(result2)`

	`# 运行主协程`
	`asyncio.run(main())`

Neste exemplo,fetch_dataÉ uma função assíncrona que simula solicitações de rede.mainNa função, iniciamos dois ao mesmo tempofetch_datauma tarefa assíncrona e usoawait asyncio.gather()Espere que eles terminem ao mesmo tempo.

4. Precauções

A programação assíncrona e as corrotinas facilitam o tratamento da simultaneidade, mas também introduzem novas complexidades, como gerenciamento de contexto assíncrono, tratamento de erros, etc.
Ao projetar código assíncrono, preste atenção especial às operações que estão bloqueando (por exemplo, operações de E/S síncronas) e use versões assíncronas de bibliotecas e APIs sempre que possível.
asyncio Faz parte da biblioteca padrão Python e é usado para oferecer suporte a corrotinas e programação assíncrona.Ele também fornece API rica, comoasyncio.Queue、asyncio.Locketc., para lidar com problemas de simultaneidade e sincronização em código assíncrono.

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