Python 异步编程学习路线:
1.理解同步和异步编程模型的区别,了解使用异步编程的优缺点。
同步编程是指一个任务执行完毕后再执行下一个任务,而异步编程则是在任务执行的同时还可以继续执行其他任务。
异步编程优点:
(1)性能优化。异步编程可以在等待某个任务返回结果时处理其他任务,提高了程序的处理效率。
(2)非阻塞I/O。在执行I/O操作时,异步编程可以不用等待其结果,而是立即返回并执行其他任务,等到I/O操作完成后再继续执行。
异步编程缺点:
(1)代码可读性。异步编程的代码可以比较复杂,难以理解。
(2)调试难度。由于异步编程模型复杂,错误难以跟踪。
2.了解 Python 中的异步编程模型,例如事件循环(Event Loop)和协程(Coroutine)。
事件循环模型:
事件循环在Python中是基于asyncio库实现的,它是异步应用程序的核心。事件循环是一种等待和侦听事件的循环(或无限期的迭代),并在发生事件时执行操作。事件通常分为三类:I/O事件、计时器事件和自定义事件。asyncio提供了许多用于注册事件、创建协程和启动事件循环的方法。
协程模型:
协程是Python中的一个功能,通过使用async/await关键字简化了异步编程。协程是异步编程的核心概念,它可以看作是一种轻量级的线程,由生成器实现,可以在运行时暂停和恢复,这样就能够让程序更加高效地使用CPU的时间。异步编程中的协程通常又被称为异步生成器。
3.掌握异步编程基础知识,例如回调函数、Future、Task等。
回调函数:
异步编程中,回调函数是一种解决异步执行结果处理的方法。当程序启动异步执行任务时,不会等待任务执行结束,而是马上执行下一个任务。然后在任务完成后,就会回调相应的函数执行结果处理。
Future:
Future是Python 3.2引入的一种对象,可以表示异步操作的结果。当Future请求一个操作时,它会在将来的某个时间点返回一些值。这个值可以是一个真实的数值,也可以是一个异常。
Task:
Task是Future的子类,表示一组并发执行的协程。Task对象需要与事件循环一起使用,它可以被视为事件循环中的一个协程。
4.学习使用Python中的asyncio库来实现异步编程。
asyncio库是Python中异步编程的基础库,它提供了一个事件循环及相关的API,方便我们编写异步IO应用。asyncio库需要Python3.4或更高版本。
使用asyncio库实现的异步编程,主要包括以下几个步骤:
(1)创建一个事件循环对象。
(2)注册回调函数或协程来处理异步I/O操作。
(3)在事件循环中启动协程或任务对象。
(4)触发事件循环运行,并等待任务执行完成。
5.掌握异步编程实践经验,例如使用asyncio库编写爬虫程序、网络通信程序等。
实际应用中,异步编程可以用于许多场景,例如网络通信、数据库访问、爬虫程序、消息队列等。
例如,使用asyncio库编写的爬虫程序可以实现在请求响应等待的同时,继续发送其他请求,从而提高爬取速度。网络通信程序中,使用异步编程可以通过同时处理多个请求来提高程序的并发处理能力和性能。
异步编程是现代编程中必不可少的一种技术,Python中的异步编程技巧越来越成熟,开发者可以使用Python简洁、高效地实现异步编程应用,提高程序的性能和并发处理能力。
参考资料:
Python官方文档:https://docs.python.org/3/library/asyncio.html
廖雪峰Python教程:https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017970488768640
深入理解Python异步编程:https://www.jianshu.com/p/62f5f2fc80c5
Python异步编程:协程、asyncio和aiohttp:https://geektutu.com/post/gevent-c10k.html
优秀实践:
使用asyncio构建爬虫程序:https://github.com/tommy930112/async_spider
使用aiohttp构建网络通信程序:https://github.com/aio-libs/aiohttp