Programmation serveur Python : meilleures pratiques pour la programmation d'E/S asynchrones

Programmation de serveur Python : meilleures pratiques pour la programmation d'E/S asynchrones

Les applications Web ont un objectif très différent de celui des applications de bureau traditionnelles. Dans les applications de bureau traditionnelles, l'accent est mis sur le processeur et la mémoire ; dans les applications Web, l'accent est mis sur le réseau, la base de données, les E/S, etc. Cela signifie que lors de la programmation d'applications Web, une attention particulière doit être accordée aux opérations d'E/S.

Dans le passé, les opérations d'E/S des applications Web étaient principalement implémentées via le multi-threading. Cependant, dans le cas d’une forte concurrence, cette solution multithread présente de nombreux problèmes. Tout d'abord, le multithreading nécessite une grande quantité de ressources système, et le système d'exploitation lui-même dispose également d'un nombre limité de threads. Deuxièmement, le modèle multithread ne peut pas réaliser une bonne optimisation des performances pour les processus opérationnels complexes. Dans ce cas, Python fournit une solution de programmation d'E/S asynchrone qui peut optimiser les performances et réduire l'utilisation des ressources système.

La programmation d'E/S asynchrones est en fait une programmation coroutine. Une coroutine est un sous-programme spécial qui peut suspendre l'exécution puis reprendre l'exécution si nécessaire sans avoir besoin de créer plusieurs threads ou processus. Dans Python 3.5 et versions ultérieures, Python a introduit le mot-clé async/await, facilitant la programmation d'E/S asynchrones.

Dans la programmation d'E/S asynchrones de Python, trois bibliothèques sont principalement utilisées : asyncio, aiohttp et uvloop. asyncio est la bibliothèque d'E/S asynchrones standard de Python, fournissant des boucles d'événements et des coroutines efficaces. aiohttp est un client/serveur HTTP hautes performances qui utilise la programmation d'E/S asynchrone pour implémenter de nombreuses opérations de protocole HTTP courantes. uvloop est une bibliothèque d'implémentation d'E/S asynchrones écrite en Cython qui peut améliorer les performances des boucles d'événements.

Voici quelques bonnes pratiques pour les E/S asynchrones dans la programmation serveur Python :

1. Utiliser des coroutines

L'utilisation de coroutines peut rendre le code plus concis et plus lisible. Lorsque nous écrivons des programmes d'E/S asynchrones, l'utilisation du mot-clé async/await peut rendre le code plus facile à comprendre et à modifier. Étant donné que les E/S asynchrones s'exécutent dans un thread séparé, nous pouvons utiliser des coroutines au lieu de threads pour centraliser les opérations en un seul endroit et réduire les problèmes de concurrence.

2. Utiliser la bibliothèque asyncio

La bibliothèque asyncio est la bibliothèque d'E/S asynchrones standard de Python, fournissant des mécanismes efficaces de boucle d'événements et de coroutine. Lors du développement de programmes d’E/S asynchrones, nous devons donner la priorité à la bibliothèque asyncio. Il fournit de nombreuses opérations d'E/S asynchrones courantes, telles que TCP, UDP et SSL. Dans le même temps, asyncio fournit également de nombreuses classes d’outils et fonctions utiles.

3. Utilisation de la bibliothèque aiohttp

La bibliothèque aiohttp est un client/serveur HTTP d'E/S asynchrone hautes performances qui peut implémenter de nombreuses opérations de protocole HTTP courantes. Lors de l'écriture d'un serveur Web, nous pouvons utiliser la bibliothèque aiohttp pour gérer les requêtes et les réponses HTTP. L'utilisation d'aiohttp peut réduire considérablement le temps de développement du serveur Web et améliorer les performances.

4. Utiliser la bibliothèque uvloop

La bibliothèque uvloop est une bibliothèque d'implémentation d'E/S asynchrones hautes performances écrite en Cython, qui peut considérablement améliorer les performances des boucles d'événements. Dans la programmation d'E/S asynchrone de Python, l'utilisation d'uvloop peut améliorer considérablement les performances et le débit du code. L'installation de la bibliothèque uvloop en Python est très simple, il suffit de l'installer en utilisant pip.

5. Évitez les opérations de blocage

La clé de la programmation d'E/S asynchrone est d'éviter les opérations de blocage. Les événements de boucle doivent toujours s'exécuter au démarrage du programme et commencer son exécution pour garantir que les opérations asynchrones peuvent être traitées en temps opportun. Lors de l'écriture d'applications d'E/S asynchrones, nous devons éviter d'utiliser des opérations d'E/S bloquantes, telles que les opérations de lecture et d'écriture sur le réseau et les opérations d'E/S sur disque.

En bref, la programmation d'E/S asynchrones de Python est une méthode de programmation très efficace qui peut optimiser les performances et réduire l'utilisation des ressources système. Lors du développement d’applications Web, nous devons donner la priorité à l’utilisation de la programmation d’E/S asynchrone. Dans le même temps, nous devons également éviter d’utiliser des opérations d’E/S bloquantes pour garantir les performances et la stabilité du programme. L'utilisation de coroutines, de bibliothèques asyncio, de bibliothèques aiohttp et de bibliothèques uvloop peut nous aider à développer plus facilement des applications d'E/S asynchrones hautes performances.

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