Python:asyncio 库高级用法举例和应用详解

Python:asyncio库高级用法举例和应用详解

模块介绍

asyncio 是 Python3 中用于编写并发代码的标准库,通过事件循环机制开发异步应用。它适用于 Python 3.3 及更高版本,允许开发者使用协程(coroutine)、任务(Task)和未来对象(Future)来处理异步操作,从而实现高效的 IO 操作和网络通信。与传统的同步代码相比,asyncio 大大提高了程序在高并发环境下的性能表现。

应用场景

asyncio 最主要的应用场景在于高并发与 IO 密集型任务中。例如:

  • Web Scraping:当需要抓取大量的网页内容时,可以并发进行网络请求。
  • 网络服务器:例如 HTTP 服务器或 WebSocket 服务器,可以同时处理多个客户端请求。
  • 数据库访问:处理复杂的 SQL 查询或与 NoSQL 数据库的交互,这类操作常常需要高效的 IO 操作。

安装说明

在 Python 3.3 及更高版本中,asyncio 是内置的标准库,无需额外安装。只需要在代码中进行导入即可:

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import asyncio

用法举例

例子 1:异步网络请求

假设我们需要并发地发送 HTTP 请求,并获取响应。

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import asyncio  # 导入asyncio库
import aiohttp # 导入aiohttp库,用于异步HTTP请求

async def fetch_url(session, url):
# 定义一个异步函数,用于从指定URL获取内容
async with session.get(url) as response:
return await response.text() # 等待并返回响应内容

async def main(urls):
# 定义主异步函数,用于处理多个URL
async with aiohttp.ClientSession() as session:
tasks = [fetch_url(session, url) for url in urls] # 创建任务列表
return await asyncio.gather(*tasks) # 并发运行所有任务并等待结果

# 定义需要抓取的URL列表
urls = ["https://example.com", "https://httpbin.org/get"]

# 运行异步函数并获取结果
results = asyncio.run(main(urls))
for url, content in zip(urls, results):
print(f"Content from {url}: {content[:100]}") # 打印前100字符

例子 2:创建一个简单的 TCP 服务器

我们创建一个简单的 TCP 服务器,能够处理多个客户端请求。

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import asyncio  # 导入asyncio库

async def handle_client(reader, writer):
# 处理客户端连接的异步函数
data = await reader.read(100) # 读取客户端发送的数据
message = data.decode() # 解码数据
addr = writer.get_extra_info('peername') # 获取客户端地址信息
print(f"Received {message} from {addr}")

print("Send: %r" % message)
writer.write(data) # 回写数据
await writer.drain() # 等待数据完全写出

print("Close the connection")
writer.close() # 关闭连接
await writer.wait_closed() # 等待连接关闭

async def main():
# 创建服务器并开始监听
server = await asyncio.start_server(handle_client, '127.0.0.1', 8888)
async with server:
await server.serve_forever() # 异步运行服务器

# 运行服务器
asyncio.run(main())

例子 3:异步处理数据库操作

假设我们需要异步连接到一个数据库并执行查询操作。

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import asyncio  # 导入asyncio库
import asyncpg # 导入asyncpg,用于异步数据库连接

async def fetch_data():
# 连接到数据库并执行查询
conn = await asyncpg.connect(user='user', password='password', database='test', host='127.0.0.1')
rows = await conn.fetch('SELECT * FROM my_table')
await conn.close() # 关闭数据库连接
return rows

# 运行异步函数并获取结果
rows = asyncio.run(fetch_data())
for row in rows:
print(row) # 打印每一行查询结果

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