摘要：如何通過(guò)asyncio實(shí)現(xiàn)異步IO；用aiohttp模塊編寫(xiě)支持多用戶(hù)高并發(fā)的服務(wù)器。
*寫(xiě)在前面：為了更好的學(xué)習(xí)python，博主記錄下自己的學(xué)習(xí)路程。本學(xué)習(xí)筆記基于廖雪峰的Python教程，如有侵權(quán)，請(qǐng)告知?jiǎng)h除。歡迎與博主一起學(xué)習(xí)Pythonヽ(￣▽?zhuān)?? *
目錄
異步IO
asyncio
async/await
aiohttp
小結(jié)
異步IO
asyncio
asyncio是Python 3.4版本引入的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，直接內(nèi)置了對(duì)異步IO的支持。
我們只要從asyncio模塊中獲取一個(gè)EventLoop的引用，然后把需要執(zhí)行的協(xié)程放到EventLoop中執(zhí)行，就可以實(shí)現(xiàn)異步IO了。
我們看個(gè)簡(jiǎn)單的例子：
import asyncio
@asyncio.coroutine
def A():
print('Hello, A!')
r = yield from asyncio.sleep(1)
print('Hello again!')
@asyncio.coroutine
def B():
print('Hello, B!')
r = yield from asyncio.sleep(1)
print('Hello again!')
loop = asyncio.get_event_loop() # 獲取EventLoop的引用
tasks = [A(),B()] # 把兩個(gè)coroutine封裝起來(lái)
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks)) # 把封裝好的coroutine放到EventLoop中執(zhí)行
loop.close()
語(yǔ)句@asyncio.coroutine是把緊接的generator標(biāo)記為協(xié)程coroutine類(lèi)型。
語(yǔ)句yield from可以調(diào)用另一個(gè)generator，并且拿取返回值（這里為None）。
語(yǔ)句asyncio.sleep(1)可以當(dāng)作是一個(gè)耗時(shí)1秒的IO操作。
定義好coroutine之后，把它們封裝好，放入EventLoop中執(zhí)行即可。
運(yùn)行結(jié)果：
Hello, B!
Hello, A!
（間隔約1秒）
Hello again!
Hello again!
可以看到coroutine A和coroutine B是并發(fā)執(zhí)行的。
如果把a(bǔ)syncio.sleep()換成真正的IO操作，就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)coroutine就由一個(gè)線(xiàn)程并發(fā)執(zhí)行的異步IO操作了。
我們用asyncio的異步網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)獲取sina、sohu和163的網(wǎng)站首頁(yè)（例子源自廖雪峰官網(wǎng)）：
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/1.0\r\nHost: %s\r\n\r\n' % host
writer.write(header.encode('utf-8'))
yield from writer.drain()
while True:
line = yield from reader.readline()
if line == b'\r\n':
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()
執(zhí)行結(jié)果：
wget www.sohu.com...
wget www.sina.com.cn...
wget www.163.com...
(等待一段時(shí)間)
(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
...
async/await
在Python3.5版本中，引入了新語(yǔ)法async和await，讓coroutine的代碼更簡(jiǎn)潔易讀。
其中：
async用于替換之前的@asyncio.coroutine。
await用于替換之前的yield from。
我們用更為簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法把上面的代碼重新編寫(xiě)一下：
import asyncio
async def wget(host):
print('wget %s...' % host)
connect = asyncio.open_connection(host, 80)
reader, writer = await connect
header = 'GET / HTTP/1.0\r\nHost: %s\r\n\r\n' % host
writer.write(header.encode('utf-8'))
await writer.drain()
while True:
line = await reader.readline()
if line == b'\r\n':
break
print('%s header > %s' % (host, line.decode('utf-8').rstrip()))
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()
執(zhí)行結(jié)果與上面一致。
需要注意的是，新語(yǔ)法是Python3.5及之后的版本使用，若是3.4及之前的版本，仍需要用之前的語(yǔ)法。
aiohttp
在上面的例子中，asyncio用在了客戶(hù)端上。
實(shí)際上asyncio多用在服務(wù)器端上，例如Web服務(wù)器。由于HTTP連接就是IO操作，通過(guò)asyncio可以實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)的高并發(fā)支持。
而aiohttp是基于asyncio實(shí)現(xiàn)的HTTP框架。
aiohttp沒(méi)有內(nèi)置，需要通過(guò)pip下載安裝：
pip install aiohttp
我們?cè)囈幌掠胊iohttp編寫(xiě)一個(gè)服務(wù)器，來(lái)處理下面兩個(gè)URL：
/：首頁(yè)，返回b'<h1>Index</h1>'；
/hello/{name}：根據(jù)URL參數(shù)返回文本hello, %s!。
代碼如下 （源自廖雪峰官網(wǎng)）：
import asyncio
from aiohttp import web
async def index(request):
await asyncio.sleep(0.5)
return web.Response(body=b'<h1>Index</h1>', content_type='text/html')
async def hello(request):
await asyncio.sleep(0.5)
text = '<h1>hello, %s!</h1>' % request.match_info['name']
return web.Response(body=text.encode('utf-8'), content_type='text/html')
async def init(loop):
app = web.Application(loop=loop)
app.router.add_route('GET', '/', index)
app.router.add_route('GET', '/hello/{name}', hello)
srv = await loop.create_server(app.make_handler(), '127.0.0.1', 8000) # 創(chuàng)建TCP服務(wù)
print('Server started at http://127.0.0.1:8000...')
return srv
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(init(loop))
loop.run_forever()
運(yùn)行之后，在瀏覽器中輸入http://localhost:8000/hello/xxx，結(jié)果如下：
小結(jié)
asyncio提供了完善的異步IO支持；
異步操作需要在coroutine中通過(guò)yield from完成；
把coroutine放到asyncio提供EventLoop引用中執(zhí)行，即可實(shí)現(xiàn)異步操作；
在Python3.5及之后的版本中，語(yǔ)法@asyncio.coroutine替換成async，語(yǔ)法yield from替換成await。
異步IO更多用于服務(wù)器端，通過(guò)aiohttp模塊，可以簡(jiǎn)單地編寫(xiě)出支持多用戶(hù)高并發(fā)的服務(wù)器。
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