asyncio python中的異步IO處理模塊

asyncio是Python3.4版本引入的標准庫，直接內置了對異步IO的支持。

asyncio的編程模型就是一個消息循環。我們從asyncio模塊中直接獲取一個EventLoop的引用，然后把需要執行的協程扔到EventLoop中執行，就實現了異步IO。
用asyncio實現Hello world代碼如下：

import asyncio

@asyncio.coroutine
def hello():
    print("Hello world!")
    # 異步調用asyncio.sleep(1):
    r = yield from asyncio.sleep(1)
    print("Hello again!")

# 獲取EventLoop:
loop = asyncio.get_event_loop()
# 執行coroutine
loop.run_until_complete(hello())
loop.close()

@asyncio.corountine把一個generator標記為coroutine類型，然后，我們就把這個協程扔到EventLoop中執行。
hello()會首先打印出Hellow world!,然后，yield from語法可以讓我們方便的調用另一個generator。由於asyncio.sleep()也是一個coroutine，所以線程不會等待asyncio.sleep()，而是直接中斷並執行下一個消息循環。當asyncio.sleep()返回時，線程就可以從yield from拿到返回值（這里是None），然后接着執行下一個語句。
把asyncio.sleep(1)看成是一個耗時1秒的IO操作，在此期間，主線程並未等待，而失去執行EvenLoop中其它可以執行的coroutine了，因此也可以實現並發執行。

我們用Task封裝兩個coroutine試試：

import threading
import asyncio

@asyncio.coroutine
def hello():
    print('Hello world! (%s)' % threading.currentThread())
    yield from asyncio.sleep(1)
    print('Hello again! (%s)' % threading.currentThread())

loop = asyncio.get_event_loop()
tasks = [hello(), hello()]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
loop.close()

結果：

Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)
Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)
(暫停約1秒)
Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)
Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)

由打印的線程名稱可以看出，兩個coroutine是由同一個線程並發執行的。

如果把asyncio.sleep()換成真正的IO操作，則多個coroutine就可以由一個線程並發執行。

兩種開啟事件循環的方法

• 一種方法是通過調用run_until_complete()
• 另外一種就是調用run_forever()

run_until_complete內置的add_done_callback()。使用run_forever()的好處就是可以自定義add_done_callback()方法，具體差異：
run_until_complete()

import asyncio

async def sloww_operation(future):
    await asyncio.sleep(1)
    future.set_result('Future is done!')
#得到一個標准的事件循環    
loop = asyncio.get_event_loop()
future = asyncio.Future()
asyncio.ensure_future(slow_operation(future))
print(loop.is_running())
loop.run_until_complete(future)
print(future.result())
loop.close()

• run_forever()
  run_forever相比run_until_complete()的優勢是添加了一個add_done_callback()可以讓我們在task(future)完成的時候調用相應的方法進行后續的處理：

import asyncio

async def slow_operation(future):
    await asyncio.sleep(1)
    future.set_result('Future is dong!')
    
def got_result(future):
    print(future.result())
    loop.stop()

loop = asyncio.get_event_loop()
future = asyncio.Future()
asyncio.ensure_future(slow_operation(future))
future.add_done_callback(got_result)
try:
    loop.run_forever()
finally:
    loop.close()

example Chain Coroutine

import asyncio

async def compute(x, y):
    print("Compute %s + %s ..." % (x, y))
    await asyncio.sleep(1.0)
    return x + y

async def print_sum(x, y):
    result = await compute(x, y)
    print("%s + %s = %s" % (x, y, result))

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(print_sum(1, 2))
loop.close()

compute() is chained to print_sum(): print_sum() coroutine waits until compute() is completed before returning its result.

• Sequence diagram of the example: