協程是python中通過async/await語法實現的異步編程機制,其本質是一種輕量級線程,由程序員控制切換,相比多線程更節省資源、切換開銷更小,適合處理大量并發i/o操作。1. 協程函數通過async def定義,調用后返回協程對象,需放入事件循環中執行;2. 使用await等待協程或異步操作完成;3. 并發執行多個任務可通過asyncio.gather()或asyncio.create_task()實現;4. 注意避免直接調用協程函數、混用阻塞代碼及確保使用支持異步的庫。掌握這些關鍵步驟可提升程序效率。
在python中使用協程,主要是通過async/await語法來實現的。簡單來說,協程是一種可以暫停和恢復執行的函數,它讓代碼看起來像同步寫法,但背后是異步運行的,能有效提高I/O密集型任務的效率。
什么是協程?為什么需要它?
協程本質上是一種輕量級的線程,但它不會被操作系統調度,而是由程序員自己控制切換。相比多線程,協程更節省資源、切換開銷更小,特別適合處理大量并發I/O操作,比如網絡請求、文件讀寫等。
舉個例子:如果你要同時下載10個網頁內容,用普通方式可能得一個接一個下,或者開啟多個線程;而用協程,可以在等待第一個頁面響應時,自動切去下載第二個,從而提升整體效率。
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async/await的基本用法
Python從3.5版本開始引入async/await語法,使得編寫協程變得非常直觀。
- async def定義的是一個協程函數
- await用于等待一個協程執行完成(也可以是其他可等待對象)
async def say_hello(): print("Hello") await asyncio.sleep(1) print("World") # 調用協程函數需要配合事件循環 asyncio.run(say_hello())
上面這段代碼中,say_hello()是一個協程函數,調用它本身并不會立即執行,而是返回一個協程對象。只有當它被放入事件循環中才會真正運行。
協程的組合與并發執行
實際開發中,我們往往需要并發執行多個協程。可以用asyncio.gather()或asyncio.create_task()來管理多個任務。
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(): # 并發執行多個任務 await asyncio.gather(task1(), task2()) asyncio.run(main())
這里有幾個關鍵點:
- 使用asyncio.gather()可以把多個協程打包成一組一起執行
- 如果想顯式創建任務,可以用create_task(),這樣便于后續控制任務狀態
- 所有協程都在同一個事件循環中運行
常見誤區與注意事項
使用協程時,有些細節容易忽略:
- 不能直接調用協程函數:必須把它交給事件循環處理,否則不會執行
- 避免阻塞操作:如果用了普通的time.sleep()而不是asyncio.sleep(),整個協程機制就失效了
- 不是所有庫都支持異步:比如requests庫不支持異步,需要用aiohttp這樣的異步HTTP客戶端
幾個常見錯誤場景:
- 忘記加await,導致協程沒執行
- 在非異步函數里直接調用協程
- 混合使用阻塞和異步代碼,影響性能
總結一下怎么用
總的來說,在Python中使用協程的關鍵步驟是:
- 用async def定義協程函數
- 用await等待其它協程或異步操作
- 把主協程交給asyncio.run()或自定義事件循環啟動
掌握好這些,就能寫出結構清晰、效率更高的異步程序了。
基本上就這些,理解起來不難,但細節上容易出錯。