python 如何实现异步操作

Python 实现异步操作主要依赖于其强大的 Asyncio 库、多线程和多进程技术 其中，最核心的技术是 Asyncio 库，这是因为它提供了编写单线程并发代码的简单方法。Asyncio 库利用了 Python 的 async 和 awAIt 关键字，简化了回调的写法，这是实现异异步操作的现代方式。此外，虽然多线程和多进程可以实现并发执行，但它们并不是在实现异步操作时的首选技术，因为它们涉及到操作系统层面的调度和上下文切换，可能会导致代码管理复杂且效率不是最优的。

一、ASYNCIO 库的基本使用

Asyncio 库是 Python 3.4 版本引入的，致力于提供写异步代码的基础设施。它基于事件循环的概念，通过 async/await 语法使得回调代码更加直观。

创建异步函数

首先，需要通过 async 关键字来定义一个异步函数。异步函数是协程的一种形式，它不会在常规函数调用的时候立即执行，而是需要在事件循环中运行。

import asyncio
async def hello_world():
    print("Hello, world!")

运行异步函数

异步函数的运行需要事件循环。事件循环是 Asyncio 库的核心，负责管理和调度执行异步任务。通过 asyncio.run() 方法可以创建一个新的事件循环，并在这个循环中运行提供的异步函数。

asyncio.run(hello_world())

二、使用 AWAIT 关键字等待协程

await 关键字用于等待某个异步操作完成。只有在异步函数中，await 才能被使用。它后面通常跟随一个耗时的操作，如网络请求、文件读写等。

等待异步操作完成

等待异步操作完成是实现流畅的异步逻辑的关键。通过 await，可以将耗时的操作挂起，让出控制权，使得其他可以运行的协程有机会被执行。

async def fetch_data():
    # 模拟网络请求
    await asyncio.sleep(2)
    return {'data': 1}
async def main():
    result = await fetch_data()
    print(result)
asyncio.run(main())

三、并行运行多个异步任务

实际项目中，往往需要同时运行多个异步任务。Asyncio 提供了多种方式来并行运行协程，其中 asyncio.gather() 是最常用的一种方式。

使用 asyncio.gather()

asyncio.gather() 能够并行运行多个协程，并在所有协程执行完成后，返回一个包含所有结果的列表。

async def task1():
    await asyncio.sleep(1)
    return "result of task1"
async def task2():
    await asyncio.sleep(2)
    return "result of task2"
async def main():
    results = await asyncio.gather(task1(), task2())
    for result in results:
        print(result)
asyncio.run(main())