摘要：如何通過asyncio實現(xiàn)異步IO坑填；用aiohttp模塊編寫支持多用戶高并發(fā)的服務器。

*寫在前面：為了更好的學習python弛姜，博主記錄下自己的學習路程脐瑰。本學習筆記基于廖雪峰的Python教程，如有侵權廷臼，請告知刪除苍在。歡迎與博主一起學習Pythonヽ(￣▽￣)? *

異步IO

asyncio

asyncio是Python 3.4版本引入的標準庫绝页，直接內置了對異步IO的支持。

我們只要從asyncio模塊中獲取一個EventLoop的引用寂恬，然后把需要執(zhí)行的協(xié)程放到EventLoop中執(zhí)行续誉，就可以實現(xiàn)異步IO了。

我們看個簡單的例子：

import asyncio

@asyncio.coroutine
def A():
    print('Hello, A!')
    r = yield from asyncio.sleep(1)
    print('Hello again!')

@asyncio.coroutine
def B():
    print('Hello, B!')
    r = yield from asyncio.sleep(1)
    print('Hello again!')

loop = asyncio.get_event_loop()                   # 獲取EventLoop的引用
tasks = [A(),B()]                                 # 把兩個coroutine封裝起來
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))      # 把封裝好的coroutine放到EventLoop中執(zhí)行
loop.close()

語句@asyncio.coroutine是把緊接的generator標記為協(xié)程coroutine類型初肉。

語句yield from可以調用另一個generator酷鸦，并且拿取返回值（這里為None）。

語句asyncio.sleep(1)可以當作是一個耗時1秒的IO操作牙咏。

定義好coroutine之后臼隔，把它們封裝好，放入EventLoop中執(zhí)行即可妄壶。

運行結果：

Hello, B!
Hello, A!
（間隔約1秒）
Hello again!
Hello again!

可以看到coroutine A和coroutine B是并發(fā)執(zhí)行的摔握。

如果把asyncio.sleep()換成真正的IO操作，就可以實現(xiàn)多個coroutine就由一個線程并發(fā)執(zhí)行的異步IO操作了丁寄。

我們用asyncio的異步網絡連接來獲取sina氨淌、sohu和163的網站首頁（例子源自廖雪峰官網）：

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()

執(zhí)行結果：

wget www.sohu.com...
wget www.sina.com.cn...
wget www.163.com...
(等待一段時間)
(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
...

async/await

在Python3.5版本中，引入了新語法async和await伊磺，讓coroutine的代碼更簡潔易讀盛正。

其中：

async用于替換之前的@asyncio.coroutine。

await用于替換之前的yield from屑埋。

我們用更為簡潔的語法把上面的代碼重新編寫一下：

import asyncio

async def wget(host):
    print('wget %s...' % host)
    connect = asyncio.open_connection(host, 80)
    reader, writer = await connect
    header = 'GET / HTTP/1.0\r\nHost: %s\r\n\r\n' % host
    writer.write(header.encode('utf-8'))
    await writer.drain()
    while True:
        line = await reader.readline()
        if line == b'\r\n':
            break
        print('%s header > %s' % (host, line.decode('utf-8').rstrip()))
    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()

執(zhí)行結果與上面一致蛮艰。

需要注意的是，新語法是Python3.5及之后的版本使用雀彼，若是3.4及之前的版本，仍需要用之前的語法即寡。

aiohttp

在上面的例子中徊哑，asyncio用在了客戶端上。

實際上asyncio多用在服務器端上聪富，例如Web服務器莺丑。由于HTTP連接就是IO操作，通過asyncio可以實現(xiàn)多用戶的高并發(fā)支持墩蔓。

而aiohttp是基于asyncio實現(xiàn)的HTTP框架梢莽。

aiohttp沒有內置，需要通過pip下載安裝：

pip install aiohttp

我們試一下用aiohttp編寫一個服務器奸披，來處理下面兩個URL：

/：首頁昏名，返回b'<h1>Index</h1>'；
/hello/{name}：根據URL參數返回文本hello, %s!阵面。

代碼如下 （源自廖雪峰官網）：

import asyncio

from aiohttp import web

async def index(request):
    await asyncio.sleep(0.5)
    return web.Response(body=b'<h1>Index</h1>', content_type='text/html')

async def hello(request):
    await asyncio.sleep(0.5)
    text = '<h1>hello, %s!</h1>' % request.match_info['name']
    return web.Response(body=text.encode('utf-8'), content_type='text/html')

async def init(loop):
    app = web.Application(loop=loop)
    app.router.add_route('GET', '/', index)
    app.router.add_route('GET', '/hello/{name}', hello)
    srv = await loop.create_server(app.make_handler(), '127.0.0.1', 8000)          # 創(chuàng)建TCP服務
    print('Server started at http://127.0.0.1:8000...')
    return srv

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(init(loop))
loop.run_forever()

運行之后轻局，在瀏覽器中輸入http://localhost:8000/hello/xxx洪鸭，結果如下：

aiohttp.png

小結

asyncio提供了完善的異步IO支持；

異步操作需要在coroutine中通過yield from完成仑扑；

把coroutine放到asyncio提供EventLoop引用中執(zhí)行览爵，即可實現(xiàn)異步操作；

在Python3.5及之后的版本中镇饮，語法@asyncio.coroutine替換成async蜓竹，語法yield from替換成await。

異步IO更多用于服務器端储藐，通過aiohttp模塊俱济，可以簡單地編寫出支持多用戶高并發(fā)的服務器。

以上就是本節(jié)的全部內容邑茄，感謝你的閱讀姨蝴。

有任何問題與想法，歡迎評論與吐槽肺缕。

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【Python入門】50.異步IO之 asyncio實現(xiàn)異步操作

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異步IO

asyncio

async/await

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