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Python?中的異步?for?循環(huán)示例詳解

更新時(shí)間：2023年05月31日 15:06:22 作者：跡憶客

這篇文章主要介紹了Python中的異步for循環(huán),我們將討論 Python 庫(kù) asyncio 和運(yùn)行異步代碼所需的函數(shù)，需要的朋友可以參考下

本篇文章將提供有關(guān) Python 中異步 for 循環(huán)的完整詳細(xì)信息。我們將討論異步函數(shù)、異步 for 循環(huán)和睡眠概念。

接下來(lái)，我們將討論 Python 庫(kù) asyncio 和運(yùn)行異步代碼所需的函數(shù)。最后，我們將看到幾個(gè) Python 示例，以充分理解這個(gè)概念。

Python 中的異步函數(shù)

異步函數(shù)有助于與同一程序的其他函數(shù)并行運(yùn)行繁重的任務(wù)（如批處理程序，也許我們對(duì)在后臺(tái)運(yùn)行進(jìn)程感興趣）。當(dāng)函數(shù)不相互依賴(lài)或不完全相互依賴(lài)時(shí)，可以并行運(yùn)行函數(shù)。

同步函數(shù)在任務(wù)完成后返回控制權(quán)，而異步函數(shù)返回控制權(quán)以并行運(yùn)行其他函數(shù)/代碼并在一段時(shí)間后取回控制權(quán)。這樣，不僅完成了繁重的任務(wù)，還并行完成了許多其他任務(wù)。

從技術(shù)上講，同步函數(shù)會(huì)阻塞主函數(shù)的控制，而異步函數(shù)的執(zhí)行不會(huì)阻塞主函數(shù)。這樣，主函數(shù)可以并行運(yùn)行多個(gè)異步函數(shù)。

Python 中的異步 for 循環(huán)

對(duì)于同步循環(huán)，它們?cè)跊](méi)有任何暫停/給予控制的情況下執(zhí)行；但是，要使它們異步，我們必須在一些異步函數(shù)中定義它們。此外，我們需要在這個(gè)過(guò)程中休眠一段時(shí)間，以控制其他一些功能。

使用睡眠語(yǔ)句

進(jìn)程/線(xiàn)程/函數(shù)可能會(huì)休眠一段時(shí)間；你可以考慮休息一下。但是，目的是在一段時(shí)間內(nèi)失去控制。

結(jié)果，其他一些功能獲得了控制權(quán)。一段時(shí)間后，控制返回，功能恢復(fù)。

現(xiàn)在，是時(shí)候轉(zhuǎn)向 Python 中的實(shí)現(xiàn)了。我們將逐步討論語(yǔ)法部分，最后，我們將展示完整的代碼。

Python 庫(kù)和函數(shù)

asyncio 是 Python 中的一個(gè)庫(kù)，用于使用 async/await 語(yǔ)法編寫(xiě)并發(fā)程序/函數(shù)。 async 是每個(gè)函數(shù)開(kāi)頭使用的關(guān)鍵字（用于創(chuàng)建異步函數(shù)）。

語(yǔ)法是：

async def fun_a(t):

這里加入了 async ，將這個(gè)函數(shù)聲明為異步函數(shù)。

sleep 函數(shù)可以暫停協(xié)程的執(zhí)行一段時(shí)間。協(xié)程是在執(zhí)行過(guò)程中構(gòu)成管道結(jié)構(gòu)的進(jìn)程/函數(shù)。

該函數(shù)通過(guò) await 關(guān)鍵字自愿離開(kāi) CPU 去執(zhí)行另一個(gè)協(xié)作任務(wù)。睡眠函數(shù)的語(yǔ)法是：

await asyncio.sleep(1)

await 關(guān)鍵字將控制權(quán)返回給事件循環(huán)。您可能會(huì)考慮，如果使用 await 命令調(diào)用異步函數(shù)，則 sleep 語(yǔ)句（在 for 循環(huán)內(nèi)）控制協(xié)作進(jìn)程直到睡眠。

gather 函數(shù)將多個(gè)協(xié)作進(jìn)程（技術(shù)上稱(chēng)為協(xié)程）組合起來(lái)作為一個(gè)單元運(yùn)行。此函數(shù)按照在 gather 調(diào)用中編寫(xiě)的函數(shù)的順序返回結(jié)果元組。

語(yǔ)法是：

results = await asyncio.gather(fun_a(5), fun_b(5))

在這里，我們正在制作 fun_a 和 fun_b 的管道，以便它們可以同時(shí)運(yùn)行。

事件循環(huán)是每個(gè)異步應(yīng)用程序的主要組成部分。事件循環(huán)運(yùn)行異步函數(shù)。

get_event_loop() 方法檢查是否尚未調(diào)用 set_event_loop ，它將創(chuàng)建一個(gè)事件循環(huán)并將其設(shè)置為當(dāng)前。語(yǔ)法是：

my_loop = asyncio.get_event_loop()

如果在循環(huán)已創(chuàng)建時(shí)再次執(zhí)行此命令，則它不會(huì)執(zhí)行任何操作。但是，在第一次調(diào)用中，沒(méi)有創(chuàng)建循環(huán)；因此，它將創(chuàng)建一個(gè)異步循環(huán)。

如果 get_event_loop() 返回的循環(huán)是異步的，則 run_until_complete() 用于并發(fā)運(yùn)行事件循環(huán)。語(yǔ)法是：

my_loop.run_until_complete(main())

如果主函數(shù)是異步的，則此語(yǔ)句將并發(fā)運(yùn)行代碼。

異步代碼

對(duì)運(yùn)行異步函數(shù)/例程/進(jìn)程所需的概念和 Python 庫(kù)有了清晰的認(rèn)識(shí)，是時(shí)候看一個(gè)完整的編碼示例了：

import asyncio
async def fun_a(t):
    for i in range(t):
        print("fun_a", end=' ')
        await asyncio.sleep(1)
    return 1
async def fun_b(t):
    for i in range(t):
        print("fun_b", end=' ')
        await asyncio.sleep(1)
    return 2
async def main():
    results = await asyncio.gather(fun_a(5), fun_b(5))
    print(results)
my_loop = asyncio.get_event_loop()
my_loop.run_until_complete(main())

在這段代碼的頂部（第一行），我們導(dǎo)入了 asyncio 庫(kù)。這個(gè)庫(kù)有一個(gè)調(diào)用異步函數(shù)并發(fā)運(yùn)行的必需函數(shù)；他們已經(jīng)用語(yǔ)法進(jìn)行了討論。

接下來(lái)，我們有兩個(gè)異步函數(shù)—— fun_a 和 fun_b，我們希望它們同時(shí)運(yùn)行。同樣，我們想從主函數(shù)調(diào)用異步函數(shù)。因此，main 也被創(chuàng)建為一個(gè)異步函數(shù)。

另外，請(qǐng)注意我們將 5 傳遞給我們的函數(shù)以在其中運(yùn)行五次循環(huán)。所以稍后，您可以看到輸出并得到循環(huán)沒(méi)有完全運(yùn)行的想法；每個(gè)都進(jìn)入睡眠狀態(tài)并控制另一個(gè)功能。

我們將在輸出后重復(fù)這一點(diǎn)。

在 main 函數(shù)中，我們調(diào)用了 gather 函數(shù)并傳遞了我們的異步函數(shù)，以便它們可以并行運(yùn)行。 gather 函數(shù)返回一個(gè)元組，它有兩個(gè)從我們的目標(biāo)異步函數(shù)返回的值。

我們終于來(lái)到了最后兩行。在倒數(shù)第二行，我們調(diào)用了 get_event_loop 函數(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)循環(huán)。在最后一行，使用我們的循環(huán)，我們調(diào)用了 run_until_complete 函數(shù)來(lái)開(kāi)始異步運(yùn)行我們的主函數(shù)。

此代碼的輸出是：