Python asyncio 教程
asyncio 是 Python 3.4 引入的标准库，用于支持异步 I/O 操作。它的编程模型是一个消息循环，通过 EventLoop 执行协程，实现异步 I/O。
asyncio 模块内部实现了 EventLoop ，把需要执行的协程扔到 EventLoop 中执行，就实现了异步 IO。
0x01 基本用法
使用 asyncio 实现异步操作的基本步骤如下：
- 定义协程：使用
async def定义一个协程函数。 - 运行协程：使用
asyncio.run()运行协程。
例如，以下代码展示了如何使用 asyncio 实现一个简单的 “Hello World” 程序：
import asyncio
async def hello():
print("Hello world!")
await asyncio.sleep(1)
print("Hello again!")
asyncio.run(hello())
在这个例子中，hello() 函数首先打印 “Hello world!”，然后异步等待 1 秒，再打印 “Hello again!”。
为了简化并更好地标识异步 IO，从 Python 3.5 开始引入了新的语法 async 和 await ，可以让 coroutine 的代码更简洁易读。
async 把一个函数变成 coroutine 类型，然后，我们就把这个 async 函数 ( coroutine ) 扔到 asyncio.run() 中执行。
await 语法可以让我们方便地调用另一个 async 函数。由于 asyncio.sleep() 也是一个 async 函数，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，就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 async 函数了，因此可以实现并发执行。
0x02 并发执行
asyncio 可以并发执行多个协程。使用 asyncio.gather() 可以同时调度多个协程。例如：
import asyncio
import threading
# 传入name参数:
async def hello(name):
# 打印name和当前线程:
print("Hello %s! (%s)" % (name, threading.current_thread))
# 异步调用asyncio.sleep(1):
await asyncio.sleep(1)
print("Hello %s again! (%s)" % (name, threading.current_thread))
return name
# 用asyncio.gather()同时调度多个async函数：
async def main():
L = await asyncio.gather(hello("Bob"), hello("Alice"))
print(L)
asyncio.run(main())
执行结果如下：
(.venv) PS D:\works\VW\OCSP\mypy> & D:/works/VW/OCSP/mypy/.venv/Scripts/python.exe d:/works/VW/OCSP/mypy/a2.py
Hello Bob! (<function current_thread at 0x000001E5BA62F8A0>)
Hello Alice! (<function current_thread at 0x000001E5BA62F8A0>)
Hello Bob again! (<function current_thread at 0x000001E5BA62F8A0>)
Hello Alice again! (<function current_thread at 0x000001E5BA62F8A0>)
['Bob', 'Alice']
(.venv) PS D:\works\VW\OCSP\mypy>
从结果可知，用 asyncio.run() 执行 async 函数，所有函数均由同一个线程执行。两个 hello() 是并发执行的，并且可以拿到 async 函数执行的结果（即 return 的返回值）。
如果把 asyncio.sleep() 换成真正的 IO 操作，则多个并发的 IO 操作实际上可以由一个线程并发执行。
0x03 异步网络请求
asyncio 还可以用于异步网络请求。以下代码展示了如何使用 asyncio 获取多个网站的首页：
import asyncio
async def wget(host):
print(f"wget {host}...")
# 连接80端口:
reader, writer = await asyncio.open_connection(host, 80)
# 发送HTTP请求:
header = f"GET / HTTP/1.0\r\nHost: {host}\r\n\r\n"
writer.write(header.encode("utf-8"))
await writer.drain()
# 读取HTTP响应:
while True:
line = await 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()
await writer.wait_closed()
print(f"Done {host}.")
async def main():
await asyncio.gather(wget("www.sina.com.cn"), wget("www.sohu.com"), wget("www.163.com"))
asyncio.run(main())
在这个例子中，三个 wget 函数是并发执行的，分别获取新浪、搜狐和网易的首页。
0x04 总结
asyncio 提供了完善的异步 I/O 支持，通过 asyncio.run() 调度协程。在协程内部，可以使用 await 调用其他协程，实现并发执行。通过 asyncio.gather() 可以并发执行多个协程。