python3 协程asyncio 调用步骤、阻塞和await、task任务、future对象 partial

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python3 协程asyncio 调用步骤、阻塞和await、task任务、future对象 partial

2024-07-16 05:17| 来源: 网络整理| 查看: 265

首先介绍一下偏函数

如果需要减少某个函数的参数个数，你可以使用

functools.partial()

【作用一】:partial() 函数允许你给一个或多个参数设置固定的值，减少接下来被调用时的参数个数。

【作用二】:partial() 用于固定某些参数，并返回一个新的callable对象。

关于协程的调用步骤

下面将简单介绍asyncio的使用。

🌰event_loop 事件循环：程序开启一个无限的循环，程序员会把一些函数注册到事件循环上。当满足事件发生的时候，调用相应的协程函数。

🌰coroutine 协程：协程对象，指一个使用async关键字定义的函数，它的调用不会立即执行函数，而是会返回一个协程对象。协程对象需要注册到事件循环，由事件循环调用。

🌰task 任务：一个协程对象就是一个原生可以挂起的函数，任务则是对协程进一步封装，其中包含任务的各种状态。

🌰future对象：代表将来执行或没有执行的任务的结果。它和task上没有本质的区别；

🌰async/await 关键字：python3.5 用于定义协程的关键字，async定义一个协程，await用于挂起阻塞的异步调用接口。

重点注意:

1.当我们给一个函数添加了async关键字，或者使用asyncio.coroutine装饰器装饰，就会把它变成一个异步函数。 2.每个线程有一个事件循环，主线程调用asyncio.get_event_loop时会创建事件循环；

3.将任务封装为集合asyncio.gather(*args),之后一起传入事件循环中；

4.要把异步的任务丢给这个循环的run_until_complete方法，事件循环会安排协同程序的执行。和方法名字一样，该方法会等待异步的任务完全执行才会结束。

【注释】实现协程的不仅仅是asyncio，tornado和gevent都能实现类似的功能。

来看一个实例🌰：

async def test1(): print("1") async def test2(): print("2") a = test1() b = test2() try: a.send(None) # 可以通过调用 send 方法，执行协程函数 except StopIteration as e: print(e.value) # 协程函数执行结束时会抛出一个StopIteration 异常，标志着协程函数执行结束，返回值在value中 pass try: b.send(None) # 可以通过调用 send 方法，执行协程函数 except StopIteration: print(e.value) # 协程函数执行结束时会抛出一个StopIteration 异常，标志着协程函数执行结束，返回值在value中 pass --- 输出： 1 2

【解释】程序先执行了test1函数，等到test1函数执行完后再执行test2函数。从执行过程上来看目前协程函数与普通函数没有区别，并没有实现异步函数。

关于阻塞和await

【概念】使用async关键字定义的协程对象，使用await可以针对耗时的操作进行挂起（是生成器中的yield的替代，但是本地协程函数不允许使用），让出当前控制权。协程遇到await，事件循环将会挂起该协程，执行别的协程，直到其他协程也挂起，或者执行完毕，在进行下一个协程的执行。

import asyncio async def test1(): print("1") await asyncio.sleep(1) # asyncio.sleep(1)返回的也是一个协程对象 print("2") async def test2(): print("3") print("4") a = test1() b = test2() try: a.send(None) # 可以通过调用 send 方法，执行协程函数 except StopIteration: # 协程函数执行结束时会抛出一个StopIteration 异常，标志着协程函数执行结束 pass try: b.send(None) # 可以通过调用 send 方法，执行协程函数 except StopIteration: pass --- 输出： 1 3 4

【解释】程序先执行test1协程函数，在执行到await时，test1函数停止了执行（阻塞）；接着开始执行test2协程函数，直到test2执行完毕。从结果中，我们可以看到，直到程序运行完毕，test1函数也没有执行完（没有执行print(“2”)）

【对上面的代码块进行修改】，使得test1函数完全执行

import asyncio async def test1(): print("1") await test2() print("2") async def test2(): print("3") print("4") loop = asyncio.get_event_loop() loop.run_until_complete(test1()) --- 输出： 1 3 4 2

【事件循环方法】asyncio.get_event_loop方法可以创建一个事件循环，然后使用 run_until_complete 将协程注册到事件循环，并启动事件循环。

【技能升级】使用async可以定义协程对象，使用await可以针对耗时的操作进行挂起，就像生成器里的yield一样，函数让出控制权。协程遇到await，事件循环将会挂起该协程，执行别的协程，直到其他的协程也挂起或者执行完毕，再进行下一个协程的执行，协程的目的也是让一些耗时的操作异步化。

关于task任务

由于协程对象不能直接运行，在注册事件循环的时候，其实是run_until_complete方法将协程包装成为了一个任务（task）对象。所谓task对象是Future类的子类，保存了协程运行后的状态，用于未来获取协程的结果。我们也可以手动将协程对象定义成task，改进代码如下：

【对上面的代码块再一次修改】

import asyncio async def test1(): print("1") await test2() print("2") async def test2(): print("3") print("4") loop = asyncio.get_event_loop() task = loop.create_task(test1()) loop.run_until_complete(task)

【重点回顾】前面说到task对象保存了协程运行的状态，并且可以获取协程函数运行的返回值；

关于task对象那么具体该如何获取呢？

需要绑定回调函数

直接在运行完task任务后输出

【提升】如果使用send方法执行函数，则返回值可以通过捕捉StopIteration异常，利用StopIteration.value获取。

【举个例子】：🌰

import asyncio async def test_one(): print("Zurich") await test_two() print("Alzacar") return "stop" async def test_two(): print("--") print("$$$") loop = asyncio.get_event_loop() task = asyncio.ensure_future(test_one()) loop.run_until_complete(task) print(task.result()) --- 【Output】： Zurich Alzacar -- $$$

使用future对象

【解释】：future对象有几个状态：Pending、Running、Done、Cancelled。创建future的时候，task为pending，事件循环调用执行的时候当然就是running，调用完毕自然就是done，如果需要停止事件循环，就需要先把task取消，可以使用asyncio.Task获取事件循环的task。

【程序：关于future对象的使用】

import asyncio import functools async def test1(): print("1") await test2() print("2") return "stop" async def test2(): print("3") print("4") def callback(param1,param2,future): print(param1,param2) print('Callback:',future.result()) loop = asyncio.get_event_loop() task = asyncio.ensure_future(test1()) task.add_done_callback(functools.partial(callback,"param1","param2"))# 绑定回调函数 loop.run_until_complete(task)

【说明】通过future对象的result方法可以获取协程函数的返回值，创建task。test1()是一个协程对象。回调函数中的future对象就是创建的task对象。【多插播一句】：回调函数如果需要接受多个参数，可以通过偏函数导入。

【关于协程的停止】

怎么停止执行协程呢？【第一步】：需要先取消task 【第二步】：停止loop事件循环。

import asyncio async def test1(): print("1") await asyncio.sleep(3) print("2") return "stop" tasks = [ asyncio.ensure_future(test1()), asyncio.ensure_future(test1()), asyncio.ensure_future(test1()), ] loop = asyncio.get_event_loop() try: loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks)) except KeyboardInterrupt as e: for task in asyncio.Task.all_tasks(): task.cancel() loop.stop() loop.run_forever() finally: loop.close()

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