协程是python中通过async/await语法实现的异步编程机制,其本质是一种轻量级线程,由程序员控制切换,相比多线程更节省资源、切换开销更小,适合处理大量并发i/o操作。1. 协程函数通过async def定义,调用后返回协程对象,需放入事件循环中执行;2. 使用await等待协程或异步操作完成;3. 并发执行多个任务可通过asyncio.gather()或asyncio.create_task()实现;4. 注意避免直接调用协程函数、混用阻塞代码及确保使用支持异步的库。掌握这些关键步骤可提升程序效率。
在python中使用协程,主要是通过async/await语法来实现的。简单来说,协程是一种可以暂停和恢复执行的函数,它让代码看起来像同步写法,但背后是异步运行的,能有效提高I/O密集型任务的效率。
什么是协程?为什么需要它?
协程本质上是一种轻量级的线程,但它不会被操作系统调度,而是由程序员自己控制切换。相比多线程,协程更节省资源、切换开销更小,特别适合处理大量并发I/O操作,比如网络请求、文件读写等。
举个例子:如果你要同时下载10个网页内容,用普通方式可能得一个接一个下,或者开启多个线程;而用协程,可以在等待第一个页面响应时,自动切去下载第二个,从而提升整体效率。
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async/await的基本用法
Python从3.5版本开始引入async/await语法,使得编写协程变得非常直观。
- async def定义的是一个协程函数
- await用于等待一个协程执行完成(也可以是其他可等待对象)
async def say_hello(): print("Hello") await asyncio.sleep(1) print("World") # 调用协程函数需要配合事件循环 asyncio.run(say_hello())
上面这段代码中,say_hello()是一个协程函数,调用它本身并不会立即执行,而是返回一个协程对象。只有当它被放入事件循环中才会真正运行。
协程的组合与并发执行
实际开发中,我们往往需要并发执行多个协程。可以用asyncio.gather()或asyncio.create_task()来管理多个任务。
async def task1(): await asyncio.sleep(1) print("Task 1 done") async def task2(): await asyncio.sleep(2) print("Task 2 done") async def main(): # 并发执行多个任务 await asyncio.gather(task1(), task2()) asyncio.run(main())
这里有几个关键点:
- 使用asyncio.gather()可以把多个协程打包成一组一起执行
- 如果想显式创建任务,可以用create_task(),这样便于后续控制任务状态
- 所有协程都在同一个事件循环中运行
常见误区与注意事项
使用协程时,有些细节容易忽略:
- 不能直接调用协程函数:必须把它交给事件循环处理,否则不会执行
- 避免阻塞操作:如果用了普通的time.sleep()而不是asyncio.sleep(),整个协程机制就失效了
- 不是所有库都支持异步:比如requests库不支持异步,需要用aiohttp这样的异步HTTP客户端
几个常见错误场景:
- 忘记加await,导致协程没执行
- 在非异步函数里直接调用协程
- 混合使用阻塞和异步代码,影响性能
总结一下怎么用
总的来说,在Python中使用协程的关键步骤是:
- 用async def定义协程函数
- 用await等待其它协程或异步操作
- 把主协程交给asyncio.run()或自定义事件循环启动
掌握好这些,就能写出结构清晰、效率更高的异步程序了。
基本上就这些,理解起来不难,但细节上容易出错。