PIL 和使用 asyncio 阻塞调用

Posted 2023-03-13

【中文标题】PIL 和使用 asyncio 阻塞调用

【英文标题】：PIL and blocking calls with asyncio

【发布时间】：2019-05-02 14:17:38

【问题描述】：

我有一个异步应用程序，它使用来自aiohttp 的服务器和带有asyncio.open_connection() 的异步套接字

我的代码包含来自 PIL 库的一些阻塞调用，例如

Image.save()
Image.resize()

即使调用没有阻塞太多时间，但如果我使用这些阻塞调用，我的 Web 服务器会冻结吗？更准确地说，事件循环是否有可能因为阻塞代码而错过事件？ 如果是，这些与 asyncio 集成的功能的替代品是什么？ PIL 没有异步版本。 一般来说，什么被认为是 asyncio 中的“阻塞代码”？除了套接字、读取文件等明显的操作。 例如，os.path.join() 是否被认为可以？处理 numpy 数组怎么样？

【参考方案1】：

如果我使用这些阻塞调用，我的网络服务器会冻结吗？更多的 确切地说，事件循环是否有可能会错过事件，因为 阻塞代码？

服务器将在执行图像功能时精确冻结。您不会错过任何事件，但所有事件处理都会延迟到图像函数执行的时间。

冻结事件循环是一种糟糕的情况 - 你应该避免它。

如果是，这些功能的替代品是什么，集成 与异步？ PIL 没有异步版本。

避免冻结事件循环的最简单和通用的方法 - 使用asyncio.run_in_executor 在另一个线程或另一个进程中执行阻塞函数。那里的代码 sn-p 显示了如何做到这一点，并包含对何时使用进程或线程的很好的解释：

def blocking_io():
    # File operations (such as logging) can block the
    # event loop: run them in a thread pool.
    with open('/dev/urandom', 'rb') as f:
        return f.read(100)

def cpu_bound():
    # CPU-bound operations will block the event loop:
    # in general it is preferable to run them in a
    # process pool.
    return sum(i * i for i in range(10 ** 7))

我只想添加，对于每个 CPU 密集型操作，进程池可能并不总是一个好的解决方案。如果您的图像函数不需要太多时间（或者特别是如果您的服务器没有多个处理器内核），那么在线程中运行它们可能仍然更有效率。

一般来说，什么被认为是 asyncio 中的“阻塞代码”？除了 像套接字，读取文件等明显的操作。例如，确实 os.path.join() 被认为可以吗？处理一个 numpy 数组怎么样？

粗略地说任何函数都是阻塞的：它会阻塞事件循环一段时间。但是像os.path.join 这样的许多函数只需要很少的时间，所以它们不是问题，我们也不称它们为“阻塞”。

当执行时间（和事件循环冻结）成为问题时，很难说出确切的限制，尤其是考虑到不同硬件的时间会有所不同。我有偏见的建议 - 如果您的代码在将控制权返回到事件循环之前需要（或可能需要）> 50 ms，请考虑将其阻塞并使用run_in_executor。

更新：

谢谢，使用一个事件循环（主线程的）有意义吗？ 并使用另一个线程将使用相同的循环添加任务？

我不确定你在这里的意思，但我认为不是。我们需要另一个线程来运行一些作业，而不是在那里添加任务。

我需要一些方法让线程在 图片处理完毕`

等待run_in_executor 的结果或使用它开始任务。 run_in_executor - 是一个在后台线程中执行某些东西而不阻塞事件循环的协程。

看起来像这样：

thread_pool = ThreadPoolExecutor()


def process_image(img):
    # all stuff to process image here
    img.save()
    img.resize()


async def async_image_process(img):
    await loop.run_in_executor(
        thread_pool, 
        partial(process_image, img)
    )


async def handler(request):

    asyncio.create_task(
        async_image_process(img)
    )
    # we use a task to return the response immediately,
    # read https://***.com/a/37345564/1113207

    return web.Response(text="Image processed without blocking other requests")

【讨论】：

谢谢，使用一个事件循环（主线程的）并使用另一个线程使用相同的循环添加任务是否有意义？因为我需要一些方法让线程在图像处理完成后通知主线程。