Python aiohttp 库是否值得学？那必须要掌握呀

Posted 2023-01-17 梦想橡皮擦

aiohttp 是一个基于 asyncio 的异步 HTTP 客户端/服务器库。它提供了一组用于编写高性能异步网络应用程序的工具，包括基于协程的客户端和服务器。
库的安装使用 pip install aiohttp

Python aiohttp 库

• • 通过 aiohttp 搭建服务器
  • • aiohttp 路由
    • aiohttp 中间件
  • aiohttp 发送异步 HTTP 请求
  • aiohttp 发送多个异步 HTTP 请求

通过 aiohttp 搭建服务器

掌握该库的入门案例就是搭建 aiohttp 服务器，示例代码如下：

from aiohttp import web


async def handle(request):
    name = request.match_info.get('name', "dream_ca")
    text = "你好, " + name
    return web.Response(text=text)


app = web.Application()
app.add_routes([web.get('/name', handle)])

web.run_app(app)

运行之后，该服务器会监听本地 8080 端口，然后访问 127.0.0.1:8080/ca 就可以得到下图所示内容。


继续扩展 aiohttp 库在服务器端的应用。

aiohttp 路由

aiohttp 提供了一个 WebApplication 类来处理路由，它具有一些方法来处理特定的 HTTP 方法，如 GET，POST 和 DELETE。下面是一个示例代码：

from aiohttp import web


# 创建一个处理GET请求的函数
async def handle_get(request):
    name = request.match_info.get('name', "梦想橡皮擦")
    text = "你好, " + name
    return web.Response(text=text)


# 创建一个处理POST请求的函数
async def handle_post(request):
    data = await request.json()
    text = f"你好, data['name']"
    return web.Response(text=text)


app = web.Application()

# 使用 app.router.add_get() 方法来处理GET请求
app.router.add_get('/name', handle_get)

# 使用 app.router.add_post() 方法来处理POST请求
app.router.add_post('/', handle_post)

web.run_app(app)

在上述代码中，使用 app.router.add_get() 方法来处理 GET 请求，并使用 app.router.add_post() 方法来处理 POST 请求。这两个方法都接受两个参数:一个是路由路径，另一个是处理该路由的函数。如果请求的 URL 匹配路由路径，aiohttp 将调用相应的处理程序来处理请求。

除此之外，request.match_info.get() 函数是 aiohttp 库中用来获取路由中变量部分的值的对象。它是一个字典类型，键是路由中变量的名称，值是请求 URL 中对应的值。

在路由中，变量部分通常用花括号 来表示，如下所示：

app.router.add_get('/users/user_id', handle_get_user)

在上述代码中，路由是 '/users/user_id' ，其中 user_id 是一个变量。当请求 URL 为 '/users/666' 时，request.match_info 就会返回一个字典，其中包含一个键 'user_id' 和值 '666'。

你可以使用 match_info.get(name, default) 来获取路由中变量的值，其中 name 是变量的名称，default 是默认值。如果变量名称不存在，则返回默认值。

在 aiohttp 中还可以使用 app.add_routes() 一次性添加多个路由。

from aiohttp import web


async def handle_index(request):
    return web.Response(text="index 页面")


async def handle_about(request):
    return web.Response(text="about 页面")


async def handle_i(request):
    return web.Response(text="i 页面")


app = web.Application()

app.add_routes([web.get('/', handle_index),
                web.get('/about', handle_about),
                web.post('/i', handle_i)])

web.run_app(app, host='127.0.0.1')

aiohttp 中间件

aiohttp 的中间件是一种组件，它可以在请求/响应处理过程中插入额外的逻辑。它可以在请求和响应之间插入额外的处理，并允许对请求和响应进行更改。

中间件的工作方式是：在请求到达应用程序之前先经过中间件的处理，再到达应用程序的处理函数，最后响应经过中间件的处理后返回给客户端。

请求->中间件->应用程序处理->中间件->响应

下面演示如何使用中间件添加响应计时功能，代码如下：

from aiohttp import web
import time


async def handle_index(request):
    time.sleep(1)
    return web.Response(text="index 页面")


async def handle_about(request):
    time.sleep(5)
    return web.Response(text="about 页面")


async def handle_i(request):
    time.sleep(10)
    return web.Response(text="i 页面")


# 定义一个中间件
async def timer_middleware(app, handler):
    async def middleware_handler(request):
        start_time = time.time()
        response = await handler(request)
        end_time = time.time()
        print(f"请求响应时间： end_time - start_time ")
        return response

    return middleware_handler


app = web.Application()

# 使用中间件
app = web.Application(middlewares=[timer_middleware])

app.add_routes([web.get('/', handle_index),
                web.get('/about', handle_about),
                web.post('/i', handle_i)])

web.run_app(app, host='127.0.0.1')

上述代码我们定义了一个名为 timer_middleware 的中间件，它接受两个参数：app 和 handler。 app 是 aiohttp 的应用程序实例， handler 是要处理请求的函数。

中间件的逻辑是，在处理请求之前记录当前时间，然后调用传入的处理函数来处理请求，最后记录当前时间并计算请求处理时间。

最后，我们使用 app.middlewares 属性来添加中间件，这样就可以在请求处理之前和之后计算时间了。

中间件可以用于许多其他用途，如：

• 验证身份；
• 添加额外的请求头；
• 捕获和处理异常；
• 记录请求日志；
• 对响应进行处理；

aiohttp 发送异步 HTTP 请求

在爬虫领域使用 aiohttp 更多的是发送异步请求。

import aiohttp
import asyncio

async def fetch(session, url):
    async with session.get(url) as response:
        return await response.text()


async def main():
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        html = await fetch(session, 'https://baidu.com')
        print(html)


if __name__ == '__main__':
    asyncio.get_event_loop().run_until_complete(main())

如果希望调用 aiohttp 库，还需要配合协程库 asyncio，该库的学习可以阅读橡皮擦的另一篇博客。

《Python 协程学习有点难度？这篇文字值得你去收藏》

aiohttp 发送多个异步 HTTP 请求

如果想要提高爬虫采集速度，可以搭配 asyncio.wait() 进行提速。

import aiohttp
import asyncio


async def fetch(session, url):
    async with session.get(url) as response:
        return await response.text()


async def main():
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        tasks = []
        tasks.append(asyncio.ensure_future(fetch(session, 'https://baidu.com')))
        tasks.append(asyncio.ensure_future(fetch(session, 'https://sogou.com')))
        tasks.append(asyncio.ensure_future(fetch(session, 'https://so.com')))
        done, pending = await asyncio.wait(tasks)
        for task in done:
            print(task.result())


if __name__ == '__main__':
    asyncio.get_event_loop().run_until_complete(main())

在这个代码的基础上，我们可以继续使用 aiohttp 库提供的扩展功能来编写异步网络程序。详细的扩展功能如下所示。

• 使用 aiohttp.ClientSession 类可以进行异步请求，这个类提供了多种方法来发起请求，如 get、post、put、delete 等。
• 使用 aiohttp.TCPConnector 可以连接池管理，这个类允许你控制并发连接的数量，以及重用连接。
• 使用 aiohttp.ClientTimeout 类可以设置超时时间，这个类可以设置 connect_timeout、read_timeout 和 total_timeout 三个属性来控制连接和读取超时时间。
• 使用 aiohttp.ClientSession.request() 方法可以进行自定义请求，这个方法允许你设置请求的 method、url、headers 等参数。
• 使用 aiohttp.ClientSession.post() 方法可以实现文件上传，使用 aiohttp.ClientSession.get() 方法可以实现文件下载。
• 使用 aiohttp.ClientSession.request() 方法可以设置请求的高级选项，如请求的身份验证、代理、重定向、请求超时等。
• 使用 aiohttp.ClientSession.ws_connect() 方法可以建立 WebSockets 连接，并使用 async for 来接收消息。

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