理解 Python 中的 `asyncio` 模块

理解 Python 中的 asyncio 模块

asyncio 模块在 Python 3.5 或以后的版本中可用，可以用来使用 async/await 写并发程序。在实践中，通常是使用 Python 3.7 或以后的版本创建严格意义上的 asyncio 程序。asyncio 模块的特性非常丰富，支持创建程运行 Python 协程、执行网络输入/输出、分发任务到队列，和并发代码的同步。

协程和任务

协程是一种函数，可以异步执行。下面是一个简单的例子，它使用协程向控制台输出字符串：

import asyncio
import time

async def say(delay, msg):
    await asyncio.sleep(delay)
    print(msg)

print("启动时间：", time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))
asyncio.run(say(1, "早"))
asyncio.run(say(2, "上"))
asyncio.run(say(3, "好"))
print("结束时间：", time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))

上面代码的输出结果是：

启动时间： 2025-03-05 16:21:49
早
上
好
结束时间： 2025-03-05 16:21:55

可以看到正好用了 6 秒执行完毕。

在上面的例子中，非常重要的点是：

• 协程任务使用 delay 和 msg 实参。delay 实参用来在输出 msg 到控制台之前延迟一段时间；
• 我们使用 asyncio.sleep 函数，而不是原始的 time.sleep 函数。如果使用了time.sleep 函数，控制权不会被交还给事件循环。这就是为什么要使用 asyncio.sleep 函数；
• 通过 asyncio 的 run 方法，我们使用三个不同的值，执行了三次协程。run 方法不会并发执行协程。

如果需要并行执行协程，我们可以使用 asyncio 模块中的 create_task 方法。这个函数创建一个任务，这个任务可以用来调度协程并发运行。

下面的示例代码是上面的示例代码的修订版本。我们在其中把协程（在这个例子中是 say）包装到了一个由 create_task创建的任务中。在这上修订版中，我们创建了三个任务，用来包装 say 协程。我们使用 await 函数等待这三个任务执行完毕。下面是完整的代码：

import asyncio
import time

async def say(delay, msg):
    await asyncio.sleep(delay)
    print(msg)

async def main():
    print("启动时间：", time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))
    task1 = asyncio.create_task(say(1, "早"))
    task2 = asyncio.create_task(say(2, "上"))
    task3 = asyncio.create_task(say(3, "好"))
    await task1
    await task2
    await task3
    print("结束时间：", time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))

asyncio.run(main())

上面代码的输出结果是：

启动时间： 2025-03-05 16:37:24
早
上
好
结束时间： 2025-03-05 16:37:27

可以从输出结果中看到，三个任务执行完毕，只用了 3 秒时间，而不是和第一个例子一样用时 6 秒。

<完>