python 异步async库的使用说明-猿码集

1. 什么是异步编程？

在介绍Python的异步async库之前，我们先来了解一下什么是异步编程。传统的编程模式是同步的，也就是说代码会按照顺序一个一个执行，每一个操作必须等待上一个操作完成才能执行下一个操作。但在某些情况下，如果等待时间较长，这样的编程方式可能会导致线程阻塞，影响程序效率。相比之下，异步编程则可以极大地提高程序的效率。

1.1 异步编程的定义

异步编程是指在程序执行的过程中可以进行其他操作，当某个操作在等待结果返回的时候程序可以继续执行其他操作。异步编程的核心机制是event loop（事件循环），它可以管理执行任务的顺序，当有任务完成时可以通知正在等待的任务继续执行。

1.2 异步编程的优势

异步编程的优势在于能够充分利用CPU的时间片，避免线程阻塞，提高程序效率。异步编程主要应用于网络编程、IO-intensive操作、高并发处理等场景。

2. 什么是asyncio库？

在Python 3.4版本中引入了一个新的标准库asyncio，它提供了异步IO操作的支持，使得Python可以方便地进行异步编程。

2.1 asyncio的优点

提供了一个异步的框架，方便实现异步编程。

提供了事件循环的机制，使得异步任务的调度和执行变得容易。

提供了coroutine（协程）的支持，方便编写非阻塞式的异步代码。

2.2 asyncio的原理

asyncio的核心是event loop（事件循环），它在整个异步编程过程中起到了重要的作用。当一个异步任务被调用时，它会被添加到事件循环中的任务队列中，当其他任务正在执行时，被添加的任务处于等待状态直到其它任务完成并通知它继续执行。

3. async和await关键字

Python中的async和await关键字是异步编程的重要特性。async用来声明一个协程，相当于定义了一个异步任务。而await用来挂起协程的执行，等待异步调用的结果返回后继续执行协程。

3.1 async关键字

使用async定义的协程可以在异步编程中使用，其具体语法如下：


import asyncio
async def coroutine_function():
    pass

由上面的代码可知，协程函数的定义与普通函数类似，只是使用了async关键字代替了def，说明该函数是协程函数。

3.2 await关键字

await关键字用来挂起当前协程的执行，等待异步调用的返回值。


import asyncio
async def get_html(url):
    session = aiohttp.ClientSession()  # 创建Session对象
    async with session.get(url) as resp:  # 异步请求url
        print(await resp.text())  # 打印请求结果
    await session.close()  # 关闭Session对象

上面的代码中，使用了await关键字等待请求结果返回，等待过程中，协程会挂起当前执行，等结果返回后才能继续执行。

4. asyncio库的主要组件

asyncio包含众多组件，下面是其中几个主要的组件：

4.1 async/await关键字

上面已经介绍过async/await关键字，不再赘述。

4.2 event loop（事件循环）

事件循环是异步编程的核心，主要作用是协调异步任务的执行顺序和结果的处理。事件循环本身可以并发处理多个任务，每个任务都由事件循环管理和调度。

事件循环的基本使用方法：


import asyncio
async def coroutine_function():
    pass
loop = asyncio.get_event_loop() # 获取事件循环对象
try:
    task = loop.create_task(coroutine_function()) # 创建任务
    loop.run_until_complete(task) # 运行任务直到完成
finally:
   loop.close() # 关闭事件循环

4.3 coroutine（协程）

协程是Python中的另一个重要特性，在异步编程中也扮演了重要的角色。协程实现了一种轻量级的线程，可以在一个线程中执行多个协程，大大提高了程序的效率。

5. async库的使用实例

下面就让我们来看一个具体的async库实例——异步调用天气接口，获取实时天气信息。

5.1 安装依赖

在使用async库之前，我们要安装aiohttp和aiofiles这两个库。aiohttp用于异步网络请求，aiofiles用于异步文件读写操作。安装方法如下：

pip install aiohttp aiofiles

5.2 编写异步代码

在编写异步代码时，我们可以使用async关键字来声明协程函数，然后在协程函数中使用await关键字来挂起协程的执行，等待异步请求的结果返回。

下面的代码通过异步请求和解析天气API接口，获取了北京市的实时天气信息。其中异步请求的过程使用了aiohttp库，异步解析的过程则使用了Python自带的JSON库，代码如下：


import aiohttp
import asyncio
import json
URL = "http://wthrcdn.etouch.cn/weather_mini?city=北京"
async def get_weather():
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(URL) as resp:
            result = await resp.text()
            data = json.loads(result)
            temperature = data['data']['wendu']
            print(f"北京市当前气温为：{temperature}℃")
if __name__ == "__main__":
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.run_until_complete(get_weather())
    loop.close()

在上面的代码中，使用了aiohttp库发起异步请求，并使用Python自带的JSON库对请求结果进行解析，最终输出了北京市的实时气温。

6. 总结

Python的async库提供了很多方便的工具和函数，使得异步编程变得更加轻松和高效。可以说，异步编程已经成为现代编程的趋势之一，学习Python的异步编程对提升编程技能是非常有帮助的。

python 异步async库的使用说明