Python异步编程教程:手把手教你搞定asyncio事件循环
时间:2025-06-06 19:24:38 343浏览 收藏
掌握Python异步编程,提升程序性能!本文深入剖析asyncio事件循环,这一核心机制是实现高并发、I/O密集型任务高效处理的关键。我们将从`asyncio.run()`的推荐用法,到`asyncio.get_running_loop()`的精妙选择,再到`create_task()`的任务创建,一步步揭示事件循环如何调度协程,实现并发。同时,强调避免阻塞主线程的重要性,介绍如何利用`loop.run_in_executor()`处理同步阻塞任务和CPU密集型计算。最后,讲解多线程环境下事件循环的正确使用方法,助你彻底搞懂asyncio事件循环,编写高效稳定的Python异步程序。
事件循环是Python异步编程的核心机制,负责调度和运行协程。1. asyncio.run() 是启动事件循环的推荐方式,适用于大多数情况;2. 在需手动获取事件循环时,应优先使用 asyncio.get_running_loop();3. 事件循环通过“就绪队列”管理任务,在 await 遇到 I/O 等待时切换任务以实现并发;4. 使用 create_task() 将协程封装为任务提交给事件循环执行;5. 避免阻塞主线程,可用 loop.run_in_executor() 处理同步阻塞或CPU密集型任务;6. 多线程中需为每个线程绑定独立事件循环。正确理解并应用这些机制,有助于编写高效稳定的异步程序。
Python 的异步编程在处理高并发、I/O 密集型任务时非常有用,而 asyncio
是 Python 官方提供的异步框架。理解它的事件循环机制是掌握异步编程的关键。
什么是事件循环?
事件循环(Event Loop)是 asyncio
的核心,它负责调度和运行协程。你可以把它想象成一个无限循环,不断检查是否有任务需要执行,并在合适的时候调度它们。
在 Python 3.7+ 中,通常使用 asyncio.run()
来启动主函数,它会自动创建并管理事件循环。但如果你需要更细粒度的控制,比如在 Jupyter 或某些嵌入式环境中,可能需要手动获取或创建事件循环。
例如:
import asyncio async def main(): print("Hello") await asyncio.sleep(1) print("World") asyncio.run(main())
在这个例子中,asyncio.run()
启动了事件循环,然后把 main()
协程加入其中,事件循环会负责调度它的执行。
如何正确获取和使用事件循环?
在某些情况下,你可能需要手动获取当前的事件循环。比如,在 Jupyter Notebook 中直接使用 asyncio.run()
可能会报错,因为事件循环已经存在。
常见的做法是使用以下方式之一来获取事件循环:
- 在主线程中:
loop = asyncio.get_event_loop()
- 在子线程中:
loop = asyncio.new_event_loop()
- 推荐(适用于大多数情况):
loop = asyncio.get_running_loop()
需要注意的是:
get_event_loop()
已逐渐不推荐使用,尤其是在 Python 3.9+ 中。get_running_loop()
更安全,但如果不在事件循环内部调用会抛出异常。
事件循环是如何调度任务的?
事件循环并不是一上来就把所有协程都跑完,而是通过“事件”驱动的方式进行调度。
举个简单的例子:
async def task1(): print("Task1 started") await asyncio.sleep(2) print("Task1 done") async def task2(): print("Task2 started") await asyncio.sleep(1) print("Task2 done") async def main(): t1 = asyncio.create_task(task1()) t2 = asyncio.create_task(task2()) await t1 await t2 asyncio.run(main())
在这个例子中,task1
和 task2
被同时提交给事件循环。当其中一个遇到 await asyncio.sleep()
时,事件循环会切换到另一个任务继续执行,从而实现并发效果。
关键点在于:
- 使用
create_task()
把协程封装成任务并交给事件循环。 await
某个任务表示等待它完成,但期间可以调度其他任务。- 事件循环内部维护了一个“就绪队列”,每次从队列中取出任务执行。
常见问题与注意事项
不要混用不同的事件循环库
比如,不要在同一程序中混用 asyncio
和 Tornado
的事件循环,除非你清楚自己在做什么。否则容易导致死锁或调度混乱。
避免阻塞主线程
如果你在事件循环中执行同步阻塞操作(如长时间计算、普通 time.sleep()
),整个异步流程都会被卡住。解决办法是:
- 使用
await asyncio.sleep()
替代time.sleep()
- 对于 CPU 密集任务,考虑用
loop.run_in_executor()
放到线程或进程中执行
def blocking_function(): time.sleep(5) return "Done" async def main(): loop = asyncio.get_running_loop() result = await loop.run_in_executor(None, blocking_function) print(result) asyncio.run(main())
注意多线程中的事件循环
如果你在一个非主线程中使用事件循环,记得先为该线程绑定一个新的事件循环:
import threading def thread_main(): loop = asyncio.new_event_loop() asyncio.set_event_loop(loop) loop.run_until_complete(main()) threading.Thread(target=thread_main).start()
否则可能会出现找不到事件循环的问题。
基本上就这些。事件循环虽然看起来复杂,但只要理解它是如何调度协程、如何避免阻塞,以及在不同环境下如何正确使用,就能比较顺利地写出高效的异步代码了。
以上就是本文的全部内容了,是否有顺利帮助你解决问题?若是能给你带来学习上的帮助,请大家多多支持golang学习网!更多关于文章的相关知识,也可关注golang学习网公众号。
-
501 收藏
-
501 收藏
-
501 收藏
-
501 收藏
-
501 收藏
-
167 收藏
-
276 收藏
-
195 收藏
-
312 收藏
-
308 收藏
-
500 收藏
-
217 收藏
-
285 收藏
-
312 收藏
-
447 收藏
-
223 收藏
-
119 收藏
-
- 前端进阶之JavaScript设计模式
- 设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
- 立即学习 542次学习
-
- GO语言核心编程课程
- 本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
- 立即学习 508次学习
-
- 简单聊聊mysql8与网络通信
- 如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
- 立即学习 497次学习
-
- JavaScript正则表达式基础与实战
- 在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
- 立即学习 487次学习
-
- 从零制作响应式网站—Grid布局
- 本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
- 立即学习 484次学习