对python async与await的理解

Posted 2021-01-18 年轻在奔跑

        async/await关键字是出现在python3.4以后。网上已经有很多文章对async/await这两个关键字都有讲解，包括如何由python2的yield from发展到async/await这两个关键字，以及一些代码实现都有。但是对于像我这样初次接触的人来说，光看代码分析也不一定能理解，我也是在度娘上搜索很多相关的网站，当中也有官网，都没有发现能让我一眼看懂在什么地方可以用await，什么情况用await的文章。经过自己的重新思考，总算对async、await有一些初步的了解，所以想把自己的理解记录下来，希望对一些学习协程或者异步的初学者也有一定的帮助。

对于网上能搜到的一些代码实现、例子，这里就不重复了。

一、首先要知道什么是协程、异步。

举个例子：假设有1个洗衣房，里面有10台洗衣机，有一个洗衣工在负责这10台洗衣机。那么洗衣房就相当于1个进程，洗衣工就相当1个线程。如果有10个洗衣工，就相当于10个线程，1个进程是可以开多线程的。这就是多线程！

那么协程呢？先不急。大家都知道，洗衣机洗衣服是需要等待时间的，如果10个洗衣工，1人负责1台洗衣机，这样效率肯定会提高，但是不觉得浪费资源吗？明明1 个人能做的事，却要10个人来做。只是把衣服放进去，打开开关，就没事做了，等衣服洗好再拿出来就可以了。就算很多人来洗衣服，1个人也足以应付了，开好第一台洗衣机，在等待的时候去开第二台洗衣机，再开第三台，……直到有衣服洗好了，就回来把衣服取出来，接着再取另一台的（哪台洗好先就取哪台，所以协程是无序的）。这就是计算机的协程！洗衣机就是执行的方法。

当你程序中方法需要等待时间的话，就可以用协程，效率高，消耗资源少。

好了！现在来总结一下：

洗衣房 ==> 进程

洗衣工 ==> 线程

洗衣机 ==> 方法（函数）

二、async\\await 的使用

正常的函数在执行时是不会中断的，所以你要写一个能够中断的函数，就需要添加async关键。

async 用来声明一个函数为异步函数，异步函数的特点是能在函数执行过程中挂起，去执行其他异步函数，等到挂起条件（假设挂起条件是sleep(5)）消失后，也就是5秒到了再回来执行。

await 用来用来声明程序挂起，比如异步程序执行到某一步时需要等待的时间很长，就将此挂起，去执行其他的异步程序。await 后面只能跟异步程序或有__await__属性的对象，因为异步程序与一般程序不同。假设有两个异步函数async a，async b，a中的某一步有await，当程序碰到关键字await b()后，异步程序挂起后去执行另一个异步b程序，就是从函数内部跳出去执行其他函数，当挂起条件消失后，不管b是否执行完，要马上从b程序中跳出来，回到原程序执行原来的操作。如果await后面跟的b函数不是异步函数，那么操作就只能等b执行完再返回，无法在b执行的过程中返回。如果要在b执行完才返回，也就不需要用await关键字了，直接调用b函数就行。所以这就需要await后面跟的是异步函数了。在一个异步函数中，可以不止一次挂起，也就是可以用多个await。

三、实例：

 1 async def test2(i):
 2     r = await other_test(i)
 3     print(i,r)
 4 
 5 async def other_test(i):
 6     r = requests.get(i)
 7     print(i)
 8     await asyncio.sleep(4)
 9     print(time.time()-start)
10     return r
11 
12 url = ["https://segmentfault.com/p/1210000013564725",
13        "https://www.jianshu.com/p/83badc8028bd",
14        "https://www.baidu.com/"]
15 
16 loop = asyncio.get_event_loop()
17 task = [asyncio.ensure_future(test2(i)) for i in url]
18 start = time.time()
19 20 loop.run_until_complete(asyncio.wait(task))
21 endtime = time.time()-start
22 print(endtime)
23 loop.close()

输出结果：

 1 https://segmentfault.com/p/1210000013564725
 2 https://www.jianshu.com/p/83badc8028bd
 3 https://www.baidu.com/
 4 4.425147771835327
 5 https://segmentfault.com/p/1210000013564725 <Response [200]>
 6 4.5975635051727295
 7 https://www.jianshu.com/p/83badc8028bd <Response [403]>
 8 4.722797632217407
 9 https://www.baidu.com/ <Response [200]>
10 4.722797632217407

对于下面这几行代码：

loop = asyncio.get_event_loop()
task = [asyncio.ensure_future(test2(i)) for i in url]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(task))
loop.close()
可以在网上找到具体讲解，在这可用下图来粗略形容一下

当所有的异步程序运行完就会返回最后结果。
对于什么是task和future，asyncio.wait()与asyncio.gather()、asyncio.ensure_future(）这些大家可以网上找到解释。

说到这里，相信你也大概清楚在什么时候用async、什么时候await了吧! 如果有说得不对的地方，请多多指正！！