Die Grundlagen der asynchronen Python-Webprogrammierung

Da Webanwendungen immer größer und komplexer werden, erfreut sich die asynchrone Programmierung für das Web immer größerer Beliebtheit. Python ist eine hoch skalierbare Programmiersprache und umfangreiche Webanwendungen wurden häufig mit Python-Frameworks wie Django und Flask geschrieben. Bei der asynchronen Webprogrammierung hat Python jedoch tatsächlich viele Probleme bei der Bewältigung hoher Parallelität und E/A-intensiver Aufgaben, aber nicht alle Python-Frameworks können diese Probleme lösen. Aus diesem Grund sind einige neue Python-Frameworks wie Tornado und Aiohttp entstanden, die speziell für die Handhabung asynchroner Programmierung entwickelt wurden.

In diesem Artikel werden die Grundkenntnisse der asynchronen Python-Programmierung und ihrer Anwendung in der Webentwicklung vorgestellt. Wir werden Folgendes untersuchen:

1. Was ist asynchrone Programmierung?
2. Zwei Möglichkeiten, asynchrone Programmierung in Python zu implementieren
3. Vorteile der asynchronen Python-Programmierung
4. Vergleich und Anwendung des asynchronen Python-Frameworks
5. Was ist asynchrone Programmierung?

Asynchrone Programmierung bezieht sich auf die Trennung der E/A-Vorgänge und Berechnungen des Computersystems, sodass Sie einen anderen Vorgang ausführen können, ohne auf den Abschluss eines Vorgangs warten zu müssen. Gewöhnliche E/A-Vorgänge warten, bis der Vorgang abgeschlossen ist, was viel wertvolle Zeit verschwendet. Der Vorteil der asynchronen Programmierung besteht darin, dass sie CPU-Ressourcen effektiv nutzen kann, während gleichzeitig die Wartezeit verkürzt und die Systemleistung verbessert wird.

In Python wird die asynchrone Programmierung durch asynchrone E/A implementiert. Asynchrone E/A bedeutet, dass bei der Ausführung von Eingabe- und Ausgabevorgängen die Ausführung der CPU oder anderer Prozesse nicht blockiert wird, sondern andere Vorgänge ausgeführt werden, bevor diese Vorgänge abgeschlossen sind. Das Merkmal asynchroner E/A besteht darin, dass Rückruffunktionen oder Coroutinen verwendet werden, um das Programm zu benachrichtigen und ein Ergebnis zu liefern, bevor eine Operation abgeschlossen ist. Diese Ergebnisse können sofort vom wartenden Thread oder Prozessor aufgerufen werden.

2. Zwei Möglichkeiten, asynchrone Programmierung in Python zu implementieren

(1) Rückruffunktion:

Die Rückruffunktion ist eine spezielle Funktion, deren Zweck darin besteht, elegantes Codeschreiben in der asynchronen Programmierung zu erreichen. Die Callback-Funktion wird normalerweise nach Abschluss der Operation aufgerufen, um die zurückgegebenen Ergebnisse zu verarbeiten. In Python gibt es viele Module, die auf Callback-Funktionen basierende asynchrone E/A unterstützen, wie z. B. Twisted und Asyncio.

(2) Coroutine:

Coroutine ist ein leichter Thread, das heißt, es kann mehrere Aufgaben geben, die die Coroutine in einem Prozess verwenden. Die Coroutine kann bei der Ausführung bis zu einem bestimmten Punkt angehalten werden. Die Coroutine wird fortgesetzt Ausführung nur, wenn das Programm der Coroutine die Coroutine explizit fortsetzt. Mit Python 3.5 und später wurde die Async/Await-Syntax eingeführt, und das Coroutine-Modul von Python wurde erheblich verbessert. Diese Funktionen sind Teil der Standardbibliothek von Python 3.5 geworden und werden häufig in der Webentwicklung verwendet.

3. Vorteile der asynchronen Python-Programmierung

Einer der Hauptvorteile der asynchronen Python-Programmierung besteht darin, dass Sie bei der Verarbeitung einer großen Anzahl gleichzeitiger Verbindungsanforderungen die Verwendung von Thread- oder Prozessressourcen für die Verarbeitung von E/A-Ereignissen vermeiden und so erhebliche Einsparungen erzielen können CPU-Ressourcen und Speicher-Overhead. Das asynchrone Programmier-I/O-Modell eignet sich für Webanwendungen, insbesondere für ein- und ausgabeintensive Anwendungen ist das asynchrone I/O-Modell besonders nützlich.

Da die asynchrone Programmierung außerdem die gleichzeitige Ausführung mehrerer Aufgaben und den Wechsel zwischen diesen Aufgaben ermöglicht, ist die asynchrone Programmierung reaktionsschneller, sodass Benutzer schneller und zuverlässiger Ergebnisse erhalten.

4. Vergleich und Anwendung des asynchronen Python-Frameworks

Das asynchrone Python-Framework umfasst hauptsächlich Tornado und Aiohttp, die sich beide auf die Entwicklung E/A-intensiver Anwendungen in Produktionsumgebungen konzentrieren und beide eine hohe Skalierbarkeit und Leistung aufweisen.

Tornado ist ein leistungsstarkes asynchrones Programmierframework im Node.js-Stil, das einfach zu verwenden ist und asynchrone HTTP-Clients und -Server unterstützt. Das Besondere an Tornado ist, dass es zur Bearbeitung von Anfragen ein nicht blockierendes Single-Thread-Programmiermodell verwendet, was für die Bearbeitung von E/A-intensiven Aufgaben sehr nützlich ist.

Aiohttp ist ein reines asynchrones Python-Framework zum Erstellen von Webanwendungen und HTTP-Clients. Dieses Python-Framework nutzt asynchronen Datenverkehr, um Webdienste reaktionsfähiger zu machen, und ermöglicht es Entwicklern, asynchronen Code mithilfe von Standardfunktionen und -syntax zu definieren. Dadurch eignet sich Aiohttp für die Bewältigung hoher Parallelität und E/A-intensiver Aufgaben.

Zusammenfassung:

Python ist mittlerweile eine sehr beliebte Programmiersprache und wurde von vielen Entwicklern weithin übernommen, da es äußerst flexibel und skalierbar ist und die Entwicklungsanforderungen von Webanwendungen erfüllt.

Die asynchrone Python-Programmierung ist eine vom Python-Framework verwendete Implementierungsmethode. Sie implementiert eine asynchrone Verarbeitungstechnologie, die Systemressourcen effektiv nutzen und gleichzeitig die Wartezeit reduzieren und die Systemleistung verbessern kann.

Zu den asynchronen Frameworks von Python gehören hauptsächlich Tornado und Aiohttp, die beide über eine hervorragende Leistung und Skalierbarkeit verfügen und häufig zum Erstellen leistungsstarker Webanwendungen und zur Verarbeitung von E/A-intensiven Aufgaben verwendet werden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDie Grundlagen der asynchronen Python-Webprogrammierung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!