86.asyncio

asyncio是Python 3.4版本引入的标准库，直接内置了对异步IO的支持。

asyncio的编程模型就是一个消息循环。我们从asyncio模块中直接获取一个EventLoop的引用，然后把需要执行的协程扔到EventLoop中执行，就实现了异步IO。

用asyncio实现Hello world代码如下：

import asyncio

@asyncio.coroutine

def hello():

print(“Hello world!”)

# 异步调用asyncio.sleep(1):

r = yield from asyncio.sleep(1)

print(“Hello again!”)

# 获取EventLoop:

loop = asyncio.get_event_loop()

# 执行coroutine

loop.run_until_complete(hello())

loop.close()

@asyncio.coroutine把一个generator标记为coroutine类型，然后，我们就把这个coroutine扔到EventLoop中执行。

hello()会首先打印出Hello world!，然后，yield
from语法可以让我们方便地调用另一个generator。由于asyncio.sleep()也是一个coroutine，所以线程不会等待asyncio.sleep()，而是直接中断并执行下一个消息循环。当asyncio.sleep()返回时，线程就可以从yield
from拿到返回值（此处是None），然后接着执行下一行语句。

把asyncio.sleep(1)看成是一个耗时1秒的IO操作，在此期间，主线程并未等待，而是去执行EventLoop中其他可以执行的coroutine了，因此可以实现并发执行。

我们用Task封装两个coroutine试试：

import threading

import asyncio

@asyncio.coroutine

def hello():

print(‘Hello world! (%s)’ % threading.currentThread())

yield from asyncio.sleep(1)

print(‘Hello again! (%s)’ % threading.currentThread())

loop = asyncio.get_event_loop()

tasks = [hello(), hello()]

loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

loop.close()

观察执行过程：

Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)

Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)

(暂停约1秒)

Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)

Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)

由打印的当前线程名称可以看出，两个coroutine是由同一个线程并发执行的。

如果把asyncio.sleep()换成真正的IO操作，则多个coroutine就可以由一个线程并发执行。

我们用asyncio的异步网络连接来获取sina、sohu和163的网站首页：

import asyncio

@asyncio.coroutine

def wget(host):

print(‘wget %s…’ % host)

connect = asyncio.open_connection(host, 80)

reader, writer = yield from connect

header = ‘GET / HTTP/1.0rnHost: %srnrn’ % host

writer.write(header.encode(‘utf-8’))

yield from writer.drain()

while True:

line = yield from reader.readline()

if line == b’rn’:

break

print(‘%s header > %s’ % (host, line.decode(‘utf-8’).rstrip()))

# Ignore the body, close the socket

writer.close()

loop = asyncio.get_event_loop()

tasks = [wget(host) for host in [‘www.sina.com.cn',
‘www.sohu.com', ‘www.163.com']]

loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

loop.close()

执行结果如下：

wget www.sohu.com…

wget www.sina.com.cn…

wget www.163.com…

(等待一段时间)

(打印出sohu的header)

www.sohu.com header > HTTP/1.1 200 OK

www.sohu.com header > Content-Type: text/html

…

(打印出sina的header)

www.sina.com.cn header > HTTP/1.1 200 OK

www.sina.com.cn header > Date: Wed, 20 May 2015 04:56:33 GMT

…

(打印出163的header)

www.163.com header > HTTP/1.0 302 Moved Temporarily

www.163.com header > Server: Cdn Cache Server V2.0

…

可见3个连接由一个线程通过coroutine并发完成。

小结

asyncio提供了完善的异步IO支持；

异步操作需要在coroutine中通过yield from完成；

多个coroutine可以封装成一组Task然后并发执行。