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python之异步IO

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2022-06-15
我们知道,CPU的速度远远快于磁盘、网络等IO。在一个线程中,CPU执行代码的速度极快,然而,一旦遇到IO操作,如读写文件、发送网络数据时,就需要等待IO操作完成,才能继续进行下

python之异步IO_python

  我们知道,CPU的速度远远快于磁盘、网络等IO。在一个线程中,CPU执行代码的速度极快,然而,一旦遇到IO操作,如读写文件、发送网络数据时,就需要等待IO操作完成,才能继续进行下一步操作。这种情况称为同步IO。

 

  在IO操作的过程中,当前线程被挂起,而其他需要CPU执行的代码就无法被当前线程执行了。

  因为一个IO操作就阻塞了当前线程,导致其他代码无法执行,所以我们必须使用多线程或者多进程来并发执行代码,为多个用户服务。每个用户都会分配一个线程,如果遇到IO导致线程被挂起,其他用户的线程不受影响。

  多线程和多进程的模型虽然解决了并发问题,但是系统不能无上限地增加线程。由于系统切换线程的开销也很大,所以,一旦线程数量过多,CPU的时间就花在线程切换上了,真正运行代码的时间就少了,结果导致性能严重下降。

  由于我们要解决的问题是CPU高速执行能力和IO设备的龟速严重不匹配,多线程和多进程只是解决这一问题的一种方法。

  另一种解决IO问题的方法是异步IO。当代码需要执行一个耗时的IO操作时,它只发出IO指令,并不等待IO结果,然后就去执行其他代码了。一段时间后,当IO返回结果时,再通知CPU进行处理。

 

 

1) aiohttp

​​asyncio​​​可以实现单线程并发IO操作。如果仅用在客户端,发挥的威力不大。如果把​​asyncio​​​用在服务器端,例如Web服务器,由于HTTP连接就是IO操作,因此可以用单线程+​​coroutine​​实现多用户的高并发支持。

​​asyncio​​​实现了TCP、UDP、SSL等协议,​​aiohttp​​​则是基于​​asyncio​​实现的HTTP框架。

  安装: 

pip install aiohttp

  示例:

'''
使用aiohttp搭建web服务
'''
import asyncio
from aiohttp import web

async def index(request):
await asyncio.sleep(0.5)
return web.Response(body='Index')


async def hello(request):
await asyncio.sleep(0.5)
text = 'hello, %s' % 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(),'0.0.0.0',6000)
print('Server started at http://0.0.0.0:6000')
return srv

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(init(loop))
loop.run_forever()

  这个时候, 就可以通过地址访问这个web服务

 

注意​​aiohttp​​​的初始化函数​​init()​​​也是一个​​coroutine​​​,​​loop.create_server()​​​则利用​​asyncio​​创建TCP服务。

  

 


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