前言：python由于GIL（全局鎖）的存在，不能發(fā)揮多核的優(yōu)勢，其性能一直飽受詬病。然而在IO密集型的網(wǎng)絡(luò)編程里，異步處理比同步處理能提升成百上千倍的效率，彌補(bǔ)了python性能方面的短板，如最新的微服務(wù)框架japronto，resquests per second可達(dá)百萬級。

python還有一個優(yōu)勢是庫（第三方庫）極為豐富，運(yùn)用十分方便。asyncio是python3.4版本引入到標(biāo)準(zhǔn)庫，python2x沒有加這個庫，畢竟python3x才是未來啊，哈哈！python3.5又加入了async/await特性。

在學(xué)習(xí)asyncio之前，我們先來理清楚同步/異步的概念：

同步是指完成事務(wù)的邏輯，先執(zhí)行第一個事務(wù)，如果阻塞了，會一直等待，直到這個事務(wù)完成，再執(zhí)行第二個事務(wù)，順序執(zhí)行。。。

異步是和同步相對的，異步是指在處理調(diào)用這個事務(wù)的之后，不會等待這個事務(wù)的處理結(jié)果，直接處理第二個事務(wù)去了，通過狀態(tài)、通知、回調(diào)來通知調(diào)用者處理結(jié)果。

一、asyncio

下面通過舉例來對比同步代碼和異步代碼編寫方面的差異，其次看下兩者性能上的差距，我們使用sleep(1)模擬耗時1秒的io操作。

同步代碼：

import time

def hello():
  time.sleep(1)

def run():
  for i in range(5):
    hello()
    print('Hello World:%s' % time.time()) # 任何偉大的代碼都是從Hello World 開始的！
if __name__ == '__main__':
  run() 

輸出：（間隔差不多是1s）

Hello World:1527595175.4728756
Hello World:1527595176.473001
Hello World:1527595177.473494
Hello World:1527595178.4739306
Hello World:1527595179.474482 

異步代碼：

import time
import asyncio

# 定義異步函數(shù)
async def hello():
  asyncio.sleep(1)
  print('Hello World:%s' % time.time())

def run():
  for i in range(5):
    loop.run_until_complete(hello())

loop = asyncio.get_event_loop()
if __name__ =='__main__':
  run() 

輸出：

Hello World:1527595104.8338501
Hello World:1527595104.8338501
Hello World:1527595104.8338501
Hello World:1527595104.8338501
Hello World:1527595104.8338501 

async def 用來定義異步函數(shù)，其內(nèi)部有異步操作。每個線程有一個事件循環(huán)，主線程調(diào)用asyncio.get_event_loop()時會創(chuàng)建事件循環(huán)，你需要把異步的任務(wù)丟給這個循環(huán)的run_until_complete()方法，事件循環(huán)會安排協(xié)同程序的執(zhí)行。  

二、aiohttp

如果需要并發(fā)http請求怎么辦呢，通常是用requests，但requests是同步的庫，如果想異步的話需要引入aiohttp。這里引入一個類，from aiohttp import ClientSession，首先要建立一個session對象，然后用session對象去打開網(wǎng)頁。session可以進(jìn)行多項(xiàng)操作，比如post, get, put, head等。

基本用法：

async with ClientSession() as session:
async with session.get(url) as response: 

aiohttp異步實(shí)現(xiàn)的例子：

import asyncio
from aiohttp import ClientSession


tasks = []
url = "https://www.baidu.com/{}"
async def hello(url):
  async with ClientSession() as session:
    async with session.get(url) as response:
      response = await response.read()
      print(response)

if __name__ == '__main__':
  loop = asyncio.get_event_loop()
  loop.run_until_complete(hello(url)) 

首先async def 關(guān)鍵字定義了這是個異步函數(shù)，await 關(guān)鍵字加在需要等待的操作前面，response.read()等待request響應(yīng)，是個耗IO操作。然后使用ClientSession類發(fā)起http請求。

多鏈接異步訪問

如果我們需要請求多個URL該怎么辦呢，同步的做法訪問多個URL只需要加個for循環(huán)就可以了。但異步的實(shí)現(xiàn)方式并沒那么容易，在之前的基礎(chǔ)上需要將hello()包裝在asyncio的Future對象中，然后將Future對象列表作為任務(wù)傳遞給事件循環(huán)。

import time
import asyncio
from aiohttp import ClientSession

tasks = []
url = "https://www.baidu.com/{}"
async def hello(url):
  async with ClientSession() as session:
    async with session.get(url) as response:
      response = await response.read()
#      print(response)
      print('Hello World:%s' % time.time())

def run():
  for i in range(5):
    task = asyncio.ensure_future(hello(url.format(i)))
    tasks.append(task)


if __name__ == '__main__':
  loop = asyncio.get_event_loop()
  run()
  loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks)) 

輸出：

Hello World:1527754874.8915546
Hello World:1527754874.899039
Hello World:1527754874.90004
Hello World:1527754874.9095392
Hello World:1527754874.9190395 

收集http響應(yīng)

好了，上面介紹了訪問不同鏈接的異步實(shí)現(xiàn)方式，但是我們只是發(fā)出了請求，如果要把響應(yīng)一一收集到一個列表中，最后保存到本地或者打印出來要怎么實(shí)現(xiàn)呢，可通過asyncio.gather(*tasks)將響應(yīng)全部收集起來，具體通過下面實(shí)例來演示。

import time
import asyncio
from aiohttp import ClientSession

tasks = []
url = "https://www.baidu.com/{}"
async def hello(url):
  async with ClientSession() as session:
    async with session.get(url) as response:
#      print(response)
      print('Hello World:%s' % time.time())
      return await response.read()

def run():
  for i in range(5):
    task = asyncio.ensure_future(hello(url.format(i)))
    tasks.append(task)
  result = loop.run_until_complete(asyncio.gather(*tasks))
  print(result)

if __name__ == '__main__':
  loop = asyncio.get_event_loop()
  run() 

輸出：

Hello World:1527765369.0785167
Hello World:1527765369.0845182
Hello World:1527765369.0910277
Hello World:1527765369.0920424
Hello World:1527765369.097017
[b'<!DOCTYPE html>\r\n<!--STATUS OK-->\r\n<html>\r\n<head>\r\n......

異常解決

假如你的并發(fā)達(dá)到1000個，程序會報錯：ValueError: too many file descriptors in select()。這個報錯的原因是因?yàn)?Python 調(diào)取的 select 對打開的文件字符有最大長度限制。這里我們有兩種方法解決這個問題：1.我們可以需要限制并發(fā)數(shù)量。一次不要塞那么多任務(wù)，或者限制最大并發(fā)數(shù)量。2.我們可以使用回調(diào)的方式。這里個人推薦限制并發(fā)數(shù)的方法，設(shè)置并發(fā)數(shù)為500或者600，處理速度更快。

#coding:utf-8
import time,asyncio,aiohttp


url = 'https://www.baidu.com/'
async def hello(url,semaphore):
  async with semaphore:
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
      async with session.get(url) as response:
        return await response.read()


async def run():
  semaphore = asyncio.Semaphore(500) # 限制并發(fā)量為500
  to_get = [hello(url.format(),semaphore) for _ in range(1000)] #總共1000任務(wù)
  await asyncio.wait(to_get)


if __name__ == '__main__':
#  now=lambda :time.time()
  loop = asyncio.get_event_loop()
  loop.run_until_complete(run())
  loop.close()

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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