asyncio如何实现Python异步编程？

asyncio 的工作原理

异步编程使程序能够继续运行，而无需等待输入或输出 (I/O) 操作完成，从而提高性能和响应能力。实现异步编程的一个流行的 Python 库是 asyncio。

基础知识

在深入研究 asyncio 的工作原理之前，让我们考虑一些基本概念：

• 生成器： 生成器是产生值的 Python 对象，允许暂停它们的执行并
• 协程： 协程是使用 async def 关键字创建的异步生成器。它们使用 await 关键字暂停和恢复执行。

asyncio 架构

asyncio 的核心涉及三个关键组件：

• 任务： 这些封装了协程并与
• Futures：它们保存异步操作的结果或异常，并在它们可用时通知任务。
• 事件循环：此调度并运行任务，驱动异步执行。

I/O实现

asyncio 中的异步 I/O 是通过事件循环和 select() 函数实现的。选择监视套接字的数据可用性或写入准备情况。

1. 执行 I/O 操作时，asyncio 评估是否可以立即处理数据。
2. 如果套接字需要进一步操作，asyncio 使用 select() 注册它并为其创建一个 future。
3. 等待这些 future 的任务暂停
4. 事件循环调用select()，等待socket事件。
5. 如果事件发生，相应的future被设置为done，表示数据可用。
6. 关联任务唤醒并恢复协程，然后协程读取或写入数据。

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使用asyncio进行异步编程允许事件循环处理I/O操作，而其他任务继续并发运行。这会产生一个响应迅速且高效的程序，可以最佳地利用可用资源，特别是在涉及大量 I/O 操作或长时间运行的任务的应用程序中。

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