Python是一種非常流行的編程語言，它提供了許多強(qiáng)大的功能和庫，使得編寫高效的程序變得更加容易。其中一個非常有用的功能是異步編程，這在處理I/O密集型任務(wù)時非常有用。在本經(jīng)驗中，我們將介紹如何使用P

Python是一種非常流行的編程語言，它提供了許多強(qiáng)大的功能和庫，使得編寫高效的程序變得更加容易。其中一個非常有用的功能是異步編程，這在處理I/O密集型任務(wù)時非常有用。在本經(jīng)驗中，我們將介紹如何使用Python 3.7進(jìn)行異步編程，并提供一個簡單的入門示例。

1. 使用async/await實現(xiàn)異步編程

首先，我們來看一個使用async/await語法實現(xiàn)的異步程序示例。所有的異步函數(shù)聲明都要加上async關(guān)鍵字。在一個async函數(shù)內(nèi)，異步調(diào)用需要使用await或者其它方式“異步等待”。要運行一個async函數(shù)，需要使用來執(zhí)行。下面是一個例子：

```

import asyncio

async def my_task(task_id):

print(f"Starting task {task_id}")

await (2)

print(f"Finished task {task_id}")

async def main():

await (

my_task(1),

my_task(2),

my_task(3)

)

if __name__ "__main__":

(main())

```

上述代碼會輸出以下結(jié)果：

```

Starting task 1

Starting task 2

Starting task 3

Finished task 1

Finished task 2

Finished task 3

```

2. 使用串行方式實現(xiàn)相同的程序

為了說明異步編程的優(yōu)勢，我們可以使用傳統(tǒng)的阻塞式代替異步版本，來實現(xiàn)與上述async/await版本完全等價的串行程序。下面是一個例子：

```

import time

def my_task(task_id):

print(f"Starting task {task_id}")

(2)

print(f"Finished task {task_id}")

def main():

for i in range(1, 4):

my_task(i)

if __name__ "__main__":

main()

```

上述代碼會輸出以下結(jié)果：

```

Starting task 1

Finished task 1

Starting task 2

Finished task 2

Starting task 3

Finished task 3

```

3. 對執(zhí)行代碼進(jìn)行計時

如果我們對異步版本和串行版本的執(zhí)行時間進(jìn)行比較，就能夠更好地理解異步編程的好處。下面是一個在代碼中插入計時函數(shù)的例子，可以發(fā)現(xiàn)三個my_task都執(zhí)行完畢總共花了2*36秒。

4. 使用create_task和gather改進(jìn)異步程序

但是，如果使用三個await按照順序等待，會浪費時間。第一個my_task陷入sleep開始等待時，完全可以啟動第二個my_task。所以，我們可以使用_task依次創(chuàng)建3個my_task，并用收集它們。下面是一個例子：

```

import asyncio

async def my_task(task_id):

print(f"Starting task {task_id}")

await (2)

print(f"Finished task {task_id}")

async def main():

tasks []

for i in range(1, 4):

task _task(my_task(i))

(task)

await (*tasks)

if __name__ "__main__":

(main())

```

上述代碼會輸出以下結(jié)果：

```

Starting task 1

Starting task 2

Starting task 3

Finished task 1

Finished task 2

Finished task 3

```

5. 異步調(diào)用的工作原理

需要注意的是，async/await機(jī)制并不是多線程或多進(jìn)程等方式，而是單線程實現(xiàn)的。async/await用于描述控制流何時切換。一個異步調(diào)用必須將其awaited。當(dāng)async函數(shù)進(jìn)入等待時，調(diào)用async函數(shù)的一方會保存現(xiàn)場，并層層傳導(dǎo)，層層暫停返回。我們可以想象成一棵運行樹，從造成等待的葉子節(jié)點（I/O等待，網(wǎng)絡(luò)等待，定時等待..）逐層返回并凍結(jié)執(zhí)行現(xiàn)場，然后接著運行其它任務(wù)。雖然只有一個線程，但是它在多個async任務(wù)之間按照設(shè)定好的方式interleaving，提升了CPU的繁忙程度和多任務(wù)處理。

6. 注意事項

最后需要注意的是，如果我們沒有await一個async調(diào)用，會有警告提示。這表示該調(diào)用不會暫停當(dāng)前執(zhí)行現(xiàn)場，并在其它地方執(zhí)行代碼。因此，我們應(yīng)該始終await異步調(diào)用，以確保程序正確運行。