Python教程—Python中如何使用async方式实现异步并发？

async方式实现异步并发，以下讲解的使用方式仅支持python3.7及以上版本，每个版本均更新了异步的不同的使用方法，大家感兴趣的可以去了解下。

所谓异步，就是程序执行一个协程任务，遇到协程任务需要等待的，且等待无需占用程序资源，程序可以继续执行其他的代码情况下，无需等待协程任务执行完毕，程序可挂起该协程任务，继续执行下一个协程任务，待被挂起的任务等待时间到，则程序返回继续执行该任务。
什么是协程呢？这里大家通俗理解成线程中的代码片段吧。这里就不展开解释，接下来主要讲async/await的理解及如何简单使用。
以下是自己的简单整理的思路，只是简单入门下如何使用，并未深入，如有错误，欢迎指正。如果想要深入学习，推荐带大家看这篇文章，异步编程的前因后果都讲的非常清楚。
深入理解Python异步编程(上) (qq.com)

安装
pip install asyncio

用法
关键字async关键字声明执行的函数是协程块

使用async关键字封装函数有何用呢？如果不封装是否有何影响？
通常函数的执行是，从头执行到尾，遇到return就退出。使用async关键字声明的函数，则会返回一个协程对象，在await关键字声明处中断，暂时挂起，去执行其他的函数，后续再返回继续执行。这里只是使用关键字async定义协程，函数单独执行的话，内部的内容并不会执行，而是返回协程对象，函数的运行还是需要借助事件循环去执行。
await关键字需要在哪些地方使用呢？  
     await关键字只能在async关键字修饰的函数内使用。  语法：await声明可等待对象  这里的对象只能是异步的程序或者是有__await__属性的对象。  表示对象主动让出执行权，暂时挂起，这里的对象是协程，表示协程暂时挂起，等待返回结果。

async def func():
  # 声明程序可以让出执行权的地方，也就是无需占用资源一直等待的地方
  await asyncio.sleep(等待时间)
创建事件循环，封装函数为协程任务，协程将会被自动调度
通过asyncio.create_task()创建协程任务，返回协程对象，同时create_task方法会将协程对象注册到事件循环中，通过loop异步调用协程对象运行，保存协程运行状态，方便获取每个协程的执行结果
执行协程任务对象时，遇到await则挂起协程任务，从而执行下一个协程任务
async def main():
  tasks = [
  asyncio.create_task(func),
  aysncio.creat_task(func),
  ...]
  await asyncio.wait(tasks)
通过run执行协程任务
run函数会监听main函数，直到main函数执行完毕后，才会结束事件循环
# 该方式在python3.7及以上版本才可使用
asyncio.run(main())

例子
例子共执行2个任务，任务1执行等待时间需要1s，任务2执行等待时间需要2s，按顺序执行共等待3s，异步执行则需要2s。
import time
import asyncio

# async声明函数say_after为协程对象
async def say_after(delay, what,name):
    # 步骤5：还未遇到await关键字，则正常执行任务1的代码
    # 步骤7：还未遇到await关键字，则正常执行任务2的代码
    print(f"开始执行{name}不让出执行权的代码")
    print(f"这是{name}正常执行的代码")
    # 步骤6：遇到await关键字，则表示任务1让出执行权，继续执行下一个协程任务对象任务2
    #       直到协程任务1对象的等待时间1s到了，再返回继续执行任务1
    # 步骤8：遇到await关键字，则表示任务2让出执行权，继续执行下一个协程任务对象
    await asyncio.sleep(delay)
    # 步骤9：由于这里只有2个协程任务对象，没有下一个，协程任务1等待的1s时间到
    #       执行协程任务1等待时间到了后面需要执行的代码，同时协程任务2的等待时间也过去了1s
    # 步骤10：协程任务2等待的2s时间到，开始执行后面的代码
    print(f"{name}执行时间：{time.strftime('%X')}")
    print(f"这是协程任务等待时间到了后需要执行的代码：{what}")

async def main():
    # 步骤2：2.1 创建协程任务task1，task2，此时已同步将协程任务注册到事件循环中，返回协程可执行任务，等待执行
    #       2.2 task1，task2协程函数调用后并不会执行函数内部
    #       2.3 此时每个任务的状态是pending,准备状态还未被执行
    for i in range(2):
        tasks = asyncio.create_task(
            say_after(i+1, f'内容{i+1}',name=f"任务{i+1}"))

    # 步骤3：打印开始执行时间
    print(f"所有协程任务开始执行前的时间：{time.strftime('%X')}")

    # 步骤4：声明tasks是可等待对象，执行协程任务
    await tasks

    # 步骤11：打印执行结束时间，最终执行结束即开始执行时间+最大的协程任务等待时间
    #        也就是task2协程任务的等待时间2s
    # 步骤12：结束执行时间
    print(f"所有协程任务最后执行前的时间：{time.strftime('%X')}")


# 步骤1：执行协程调度函数
asyncio.run(main())


aiohttp

aiohttp简介
若是想要实现并发http请求，那么就需要来认识下aiohttp。
aiohttp是asyncio和Python的异步HTTP客户端/服务器，aiohttp可以实现单线程并发IO操作。这里我们主要讲客户端发送请求的使用，服务端暂时不讲。

用法

创建session对象
通过aiohttp.ClientSession()创建一个客户端会话session

async with aiohttp.ClientSession() as session:
.....
使用session对象请求网页

async with aiohttp.ClientSession() as session:
  # session.get可修改为对应的请求方式，并添加对应的参数，如post请求，添加data的参数
   async with session.get('请求url') as resp:
        ........
关键字async关封装执行的函数

async def func():
      async with aiohttp.ClientSession() as session:
          async with session.get('请求url') as resp:
            .....
      await session.close()
主函数创建任务，协程调度执行任务

async def main():
  for i in range(并发次数):
    task = asyncio.create_task(func())
    
  await task
  ....
执行主函数

asyncio.run(main())

例子

例子共并发2个请求百度的任务，每个任务等待2s，顺序执行则需要4s，采用异步的方式，最终的执行时间仅需要2s。
import time
import asyncio
import aiohttp
import json


# async声明函数say_after为协程对象
async def get_https():
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(https://www.baidu.com) as resp:
            # 假设这里有请求网页后等待响应的时间
            await asyncio.sleep(2)
            print(resp.status)
    await session.close()


async def main():
    for i in range(2):
        tasks = asyncio.create_task(get_https())

    print(f"所有协程任务开始执行前的时间：{time.strftime('%X')}")
    await tasks
    print(f"所有协程任务最后执行前的时间：{time.strftime('%X')}")

asyncio.run(main())

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