python通过async/await和事件循环实现异步非阻塞,1.用async def定义协程,await挂起任务让出执行权;2.事件循环调度多个协程并发执行,如asyncio.gather同时运行任务,总耗时等于最长任务;3.结合aiohttp等库实现异步I/O,网络请求并行发出,提升效率;4.异步为单线程协作式并发,适用于I/O密集型场景,不适用CPU密集任务,后者需配合线程或进程池处理。

Python 中的异步非阻塞是通过 async/await 语法和事件循环(Event loop)实现的,主要用于提高 I/O 密集型任务的效率,比如网络请求、文件读写、数据库操作等。它允许程序在等待某个耗时操作完成时不阻塞主线程,而是切换去执行其他任务。
1. 使用 async 和 await 定义协程
在 Python 中,使用 async def 定义一个协程函数,调用它会返回一个协程对象,而不是直接执行。只有在事件循环中运行时,协程才会真正执行。
示例:
import asyncio <p>async def fetch_data(): print("开始获取数据") await asyncio.sleep(2) # 模拟 I/O 操作 print("数据获取完成") return "data"</p><h1>调用协程</h1><p>asyncio.run(fetch_data())
这里 await asyncio.sleep(2) 是非阻塞的,它会让出控制权给事件循环,其他任务可以继续运行。
2. 事件循环调度多个任务
事件循环是异步的核心,它负责管理所有协程的执行顺序。你可以同时启动多个任务,它们会在 I/O 等待时自动切换。
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并发执行多个协程:
async def task(name, delay): print(f"任务 {name} 开始") await asyncio.sleep(delay) print(f"任务 {name} 结束") <p>async def main():</p><h1>并发运行多个任务</h1><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">await asyncio.gather( task("A", 1), task("B", 2), task("C", 1) )
asyncio.run(main())
输出会显示任务交错执行,总耗时约等于最长的那个任务时间,说明是非阻塞并发。
3. 异步 I/O 操作的实际应用
常见的异步库如 aiohttp(HTTP 请求)、aiomysql(数据库)、asyncio 自带的异步文件操作等,都能配合 async/await 实现非阻塞。
例如用 aiohttp 发起异步请求:
import aiohttp import asyncio <p>async def fetch_url(session, url): async with session.get(url) as response: return await response.text()</p><p>async def main(): async with aiohttp.ClientSession() as session: tasks = [ fetch_url(session, "<a href="https://www.php.cn/link/148c2ad42607c372038edd48cad30120">https://www.php.cn/link/148c2ad42607c372038edd48cad30120</a>"), fetch_url(session, "<a href="https://www.php.cn/link/7f272b86ea4f734837b281ad960be2f7">https://www.php.cn/link/7f272b86ea4f734837b281ad960be2f7</a>") ] results = await asyncio.gather(*tasks) print(f"收到 {len(results)} 个响应")</p><p>asyncio.run(main())
两个网络请求几乎同时发出,总时间接近 2 秒而不是 3 秒,体现了非阻塞的优势。
4. 异步与线程/进程的区别
异步不是多线程或多进程。它是单线程内通过协作式多任务实现并发。每个任务主动交出控制权(用 await),避免长时间占用 CPU。适合 I/O 密集场景,但不适合计算密集型任务。
若需要处理 CPU 密集任务,可结合 loop.run_in_executor 使用线程或进程池。
基本上就这些。Python 的异步机制靠 event loop 驱动协程,通过 await 让出执行权,在 I/O 等待时不浪费时间,从而实现高效非阻塞。


