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第五篇 asynico ，IO模型

2021-05-02 13:01:59 作者：互联网

asynico

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 # learn：https://pythonav.com/wiki/detail/6/91/
 5 
 6 # Python3.8之后 @asyncio.coroutine 装饰器就会被移除，推荐使用async & awit 关键字实现协程代码。
 7 
 8 import asyncio
 9 async def func1():
10     print(1)
11     await asyncio.sleep(2)
12     print(2)
13 async def func2():
14     print(3)
15     await asyncio.sleep(2)
16     print(4)
17 tasks = [
18     asyncio.ensure_future(func1()),
19     asyncio.ensure_future(func2())
20 ]
21 loop = asyncio.get_event_loop()
22 loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
23 
24 
25 """
26 import asyncio
27 @asyncio.coroutine
28 def func1():
29     print(1)
30     yield from asyncio.sleep(2)  # 遇到IO耗时操作，自动化切换到tasks中的其他任务
31     print(2)
32 @asyncio.coroutine
33 def func2():
34     print(3)
35     yield from asyncio.sleep(2) # 遇到IO耗时操作，自动化切换到tasks中的其他任务
36     print(4)
37 tasks = [
38     asyncio.ensure_future( func1() ),
39     asyncio.ensure_future( func2() )
40 ]
41 loop = asyncio.get_event_loop()
42 loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
43 """

asynico_text

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 import time
 5 from functools import wraps
 6 def time_cost(func):
 7     @wraps(func)
 8     def inner(*args, **kwargs):
 9         start_time = time.time()
10         ret = func(*args, **kwargs)
11         end_time = time.time()
12         print('总用时：%s 秒' % (end_time - start_time))
13 
14     return inner
15 
16 """
17 
18 # 方式一：同步编程实现
19 import requests
20 
21 
22 def download_image(url):
23     print("开始下载:", url)
24     # 发送网络请求，下载图片
25     response = requests.get(url)
26     print("下载完成")
27     # 图片保存到本地文件
28     file_name = url.rsplit('_')[-1]
29     with open('img/' + file_name, mode='wb') as file_object:
30         file_object.write(response.content)
31 
32 
33 @time_cost
34 def start_downloads(url_list):
35     for item in url_list:
36         download_image(item)
37 
38 
39 if __name__ == '__main__':
40     url_lists = [
41         'https://www3.autoimg.cn/newsdfs/g26/M02/35/A9/120x90_0_autohomecar__ChsEe12AXQ6AOOH_AAFocMs8nzU621.jpg',
42         'https://www2.autoimg.cn/newsdfs/g30/M01/3C/E2/120x90_0_autohomecar__ChcCSV2BBICAUntfAADjJFd6800429.jpg',
43         'https://www3.autoimg.cn/newsdfs/g26/M0B/3C/65/120x90_0_autohomecar__ChcCP12BFCmAIO83AAGq7vK0sGY193.jpg'
44     ]
45     start_downloads(url_list=url_lists)
46 
47 """
48 
49 # 方式二：基于协程的异步编程实现 (请提前安装：pip3 install aiohttp)
50 import aiohttp
51 import asyncio
52 async def fetch(session, url):
53     print("发送请求：", url)
54     async with session.get(url, verify_ssl=False) as response:
55         content = await response.content.read()
56         file_name = url.rsplit('_')[-1]
57         with open('img/' + file_name, mode='wb') as file_object:
58             file_object.write(content)
59 
60 async def main():
61     async with aiohttp.ClientSession() as session:
62         url_list = [
63             'https://www3.autoimg.cn/newsdfs/g26/M02/35/A9/120x90_0_autohomecar__ChsEe12AXQ6AOOH_AAFocMs8nzU621.jpg',
64             'https://www2.autoimg.cn/newsdfs/g30/M01/3C/E2/120x90_0_autohomecar__ChcCSV2BBICAUntfAADjJFd6800429.jpg',
65             'https://www3.autoimg.cn/newsdfs/g26/M0B/3C/65/120x90_0_autohomecar__ChcCP12BFCmAIO83AAGq7vK0sGY193.jpg'
66         ]
67         tasks = [asyncio.create_task(fetch(session, url)) for url in url_list]
68         await asyncio.wait(tasks)
69 if __name__ == '__main__':
70     @time_cost
71     def run():
72         asyncio.run(main())
73     run()

asynico_爬虫示例

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 import asyncio
 4 async def func():
 5     print("协程内部代码")
 6 # 调用协程函数，返回一个协程对象。
 7 result = func()
 8 # 方式一
 9 # loop = asyncio.get_event_loop() # 创建一个事件循环
10 # loop.run_until_complete(result) # 将协程当做任务提交到事件循环的任务列表中，协程执行完成之后终止。
11 # 方式二
12 # 本质上方式一是一样的，内部先 创建事件循环 然后执行 run_until_complete，一个简便的写法。
13 # asyncio.run 函数在 Python 3.7 中加入 asyncio 模块，
14 asyncio.run(result)

asynico_协程函数

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 # await
 5 # await是一个只能在协程函数中使用的关键字，用于遇到IO操作时挂起 当前协程（任务），当前协程（任务）挂起过程中 事件循环可以去执行其他的协程（任务），当前协程IO处理完成时，可以再次切换回来执行await之后的代码。代码如下：
 6 
 7 # # 示例1：
 8 
 9 # import asyncio
10 # async def func():
11 #     print("执行协程函数内部代码")
12 #     # 遇到IO操作挂起当前协程（任务），等IO操作完成之后再继续往下执行。
13 #     # 当前协程挂起时，事件循环可以去执行其他协程（任务）。
14 #     response = await asyncio.sleep(2)
15 #     print("IO请求结束，结果为：", response)
16 # result = func()
17 # asyncio.run(result)
18 
19 # 示例2：
20 # import asyncio
21 # async def others():
22 #     print("start")
23 #     await asyncio.sleep(2)
24 #     print('end')
25 #     return '返回值'
26 # async def func():
27 #     print("执行协程函数内部代码")
28 #     # 遇到IO操作挂起当前协程（任务），等IO操作完成之后再继续往下执行。当前协程挂起时，事件循环可以去执行其他协程（任务）。
29 #     response = await others()
30 #     print("IO请求结束，结果为：", response)
31 # asyncio.run( func() )
32 
33 # 示例3：
34 import asyncio
35 async def others():
36     print("start")
37     await asyncio.sleep(2)
38     print('end')
39     return '返回值'
40 async def func():
41     print("执行协程函数内部代码")
42     # 遇到IO操作挂起当前协程（任务），等IO操作完成之后再继续往下执行。当前协程挂起时，事件循环可以去执行其他协程（任务）。
43     response1 = await others()
44     print("IO请求结束，结果为：", response1)
45     response2 = await others()
46     print("IO请求结束，结果为：", response2)
47 asyncio.run( func() )

awit

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 import asyncio
 5 async def func():
 6     print(1)
 7     await asyncio.sleep(2)
 8     print(2)
 9     return "返回值"
10 async def main():
11     print("main开始")
12     # 创建协程，将协程封装到Task对象中并添加到事件循环的任务列表中，等待事件循环去执行（默认是就绪状态）。
13     # 在调用
14     task_list = [
15         asyncio.create_task(func()),
16         asyncio.create_task(func())
17     ]
18     print("main结束")
19     # 当执行某协程遇到IO操作时，会自动化切换执行其他任务。
20     # 此处的await是等待所有协程执行完毕，并将所有协程的返回值保存到done
21     # 如果设置了timeout值，则意味着此处最多等待的秒，完成的协程返回值写入到done中，未完成则写到pending中。
22     done, pending = await asyncio.wait(task_list, timeout=None)
23     print(done, pending)
24 
25 asyncio.run(main())

tasks

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 import time
 5 from concurrent.futures import Future
 6 from concurrent.futures.thread import ThreadPoolExecutor
 7 from concurrent.futures.process import ProcessPoolExecutor
 8 def func(value):
 9     time.sleep(1)
10     print(value)
11 pool = ThreadPoolExecutor(max_workers=5) # 创建线程池
12 # 或 pool = ProcessPoolExecutor(max_workers=5) 3 创建进程池
13 for i in range(10):
14     fut = pool.submit(func, i)
15     print(fut)

future.Future对象

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 
 5 # 此种对象通过定义 __aenter__() 和 __aexit__() 方法来对 async with 语句中的环境进行控制。由 PEP 492 引入。
 6 import asyncio
 7 class AsyncContextManager:
 8     def __init__(self):
 9         self.conn = None
10     async def do_something(self):
11         # 异步操作数据库
12         return 666
13     async def __aenter__(self):
14         # 异步链接数据库
15         self.conn = await asyncio.sleep(1)
16         return self
17     async def __aexit__(self, exc_type, exc, tb):
18         # 异步关闭数据库链接
19         await asyncio.sleep(1)
20 async def func():
21     async with AsyncContextManager() as f:
22         result = await f.do_something()
23         print(result)
24 asyncio.run(func())

异步上下文管理器

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 # pip3 install uvloop
 5 # 在项目中想要使用uvloop替换asyncio的事件循环也非常简单，只要在代码中这么做就行。
 6 
 7 import asyncio
 8 import uvloop
 9 asyncio.set_event_loop_policy(uvloop.EventLoopPolicy())
10 # 编写asyncio的代码，与之前写的代码一致。
11 # 内部的事件循环自动化会变为uvloop
12 asyncio.run(...)

提高效率uvloop

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 # 安装Python异步操作redis模块
 5 # pip3 install aioredis
 6 
 7 # 示例1：异步操作redis。
 8 
 9 #!/usr/bin/env python
10 # -*- coding:utf-8 -*-
11 
12 # import asyncio
13 # import aioredis
14 # async def execute(address, password):
15 #     print("开始执行", address)
16 #     # 网络IO操作：创建redis连接
17 #     redis = await aioredis.create_redis(address, password=password)
18 #     # 网络IO操作：在redis中设置哈希值car，内部在设三个键值对，即： redis = { car:{key1:1,key2:2,key3:3}}
19 #     await redis.hmset_dict('car', key1=1, key2=2, key3=3)
20 #     # 网络IO操作：去redis中获取值
21 #     result = await redis.hgetall('car', encoding='utf-8')
22 #     print(result)
23 #     redis.close()
24 #     # 网络IO操作：关闭redis连接
25 #     await redis.wait_closed()
26 #     print("结束", address)
27 # asyncio.run(execute('redis://47.93.4.198:6379', "root!2345"))
28 
29 
30 # 示例2：连接多个redis做操作（遇到IO会切换其他任务，提供了性能）。
31 
32 import asyncio
33 import aioredis
34 async def execute(address, password):
35     print("开始执行", address)
36     # 网络IO操作：先去连接 47.93.4.197:6379，遇到IO则自动切换任务，去连接47.93.4.198:6379
37     redis = await aioredis.create_redis_pool(address, password=password)
38     # 网络IO操作：遇到IO会自动切换任务
39     await redis.hmset_dict('car', key1=1, key2=2, key3=3)
40     # 网络IO操作：遇到IO会自动切换任务
41     result = await redis.hgetall('car', encoding='utf-8')
42     print(result)
43     redis.close()
44     # 网络IO操作：遇到IO会自动切换任务
45     await redis.wait_closed()
46     print("结束", address)
47 
48 task_list = [
49     execute('redis://47.93.4.197:6379', "root!2345"),
50     execute('redis://47.93.4.198:6379', "root!2345")
51 ]
52 asyncio.run(asyncio.wait(task_list))

异步redis

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 # 当通过python去操作MySQL时，连接、执行SQL、关闭都涉及网络IO请求，使用asycio异步的方式可以在IO等待时去做一些其他任务，从而提升性能。
 5 #
 6 # 安装Python异步操作redis模块
 7 # pip3 install aiomysql
 8 
 9 # # 示例1：
10 #
11 # import asyncio
12 # import aiomysql
13 # async def execute():
14 #     # 网络IO操作：连接MySQL
15 #     conn = await aiomysql.connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', password='123', db='mysql', )
16 #     # 网络IO操作：创建CURSOR
17 #     cur = await conn.cursor()
18 #     # 网络IO操作：执行SQL
19 #     await cur.execute("SELECT Host,User FROM user")
20 #     # 网络IO操作：获取SQL结果
21 #     result = await cur.fetchall()
22 #     print(result)
23 #     # 网络IO操作：关闭链接
24 #     await cur.close()
25 #     conn.close()
26 # asyncio.run(execute())
27 
28 # 示例2：
29 
30 #!/usr/bin/env python
31 # -*- coding:utf-8 -*-
32 import asyncio
33 import aiomysql
34 async def execute(host, password):
35     print("开始", host)
36     # 网络IO操作：先去连接 47.93.40.197，遇到IO则自动切换任务，去连接47.93.40.198:6379
37     conn = await aiomysql.connect(host=host, port=3306, user='root', password=password, db='mysql')
38     # 网络IO操作：遇到IO会自动切换任务
39     cur = await conn.cursor()
40     # 网络IO操作：遇到IO会自动切换任务
41     await cur.execute("SELECT Host,User FROM user")
42     # 网络IO操作：遇到IO会自动切换任务
43     result = await cur.fetchall()
44     print(result)
45     # 网络IO操作：遇到IO会自动切换任务
46     await cur.close()
47     conn.close()
48     print("结束", host)
49 task_list = [
50     execute('47.93.40.197', "root!2345"),
51     execute('47.93.40.197', "root!2345")
52 ]
53 asyncio.run(asyncio.wait(task_list))

异步mysql

 1 #!\Users\Local\Programs\Python37
 2 # -*- coding: utf-8 -*-
 3 
 4 # 爬虫
 5 # 在编写爬虫应用时，需要通过网络IO去请求目标数据，这种情况适合使用异步编程来提升性能，接下来我们使用支持异步编程的aiohttp模块来实现。
 6 # 安装aiohttp模块
 7 # pip3 install aiohttp
 8 # 示例：
 9 
10 import aiohttp
11 import asyncio
12 async def fetch(session, url):
13     print("发送请求：", url)
14     async with session.get(url, verify_ssl=False) as response:
15         text = await response.text()
16         print("得到结果：", url, len(text))
17 async def main():
18     async with aiohttp.ClientSession() as session:
19         url_list = [
20             'https://python.org',
21             'https://www.baidu.com',
22             'https://www.pythonav.com'
23         ]
24         tasks = [asyncio.create_task(fetch(session, url)) for url in url_list]
25         await asyncio.wait(tasks)
26 if __name__ == '__main__':
27     asyncio.run(main())

爬虫

IO 模型
阻塞io

 1 from socket import *
 2 
 3 client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 4 client.connect(('127.0.0.1',8080))
 5 
 6 
 7 while True:
 8     msg=input('>>: ').strip()
 9     if not msg:continue
10     client.send(msg.encode('utf-8'))
11     data=client.recv(1024)
12     print(data.decode('utf-8'))
13 
14 client.close()

客户端

 1 from socket import *
 2 from threading import Thread
 3 
 4 def communicate(conn):
 5     while True:
 6         try:
 7             data = conn.recv(1024)
 8             if not data: break
 9             conn.send(data.upper())
10         except ConnectionResetError:
11             break
12 
13     conn.close()
14 
15 
16 
17 server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
18 server.bind(('127.0.0.1',8080))
19 server.listen(5)
20 
21 while True:
22     print('starting...')
23     conn, addr = server.accept()
24     print(addr)
25 
26     t=Thread(target=communicate,args=(conn,))
27     t.start()
28 
29 server.close()

服务端

非阻塞io

 1 from socket import *
 2 
 3 client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 4 client.connect(('127.0.0.1',8083))
 5 
 6 
 7 while True:
 8     msg=input('>>: ').strip()
 9     if not msg:continue
10     client.send(msg.encode('utf-8'))
11     data=client.recv(1024)
12     print(data.decode('utf-8'))
13 
14 client.close()

客户端

 1 from socket import *
 2 
 3 server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
 4 server.bind(('127.0.0.1',8083))
 5 server.listen(5)
 6 server.setblocking(False)
 7 print('starting...')
 8 
 9 
10 rlist=[]
11 wlist=[]
12 while True:
13 
14     try:
15         conn, addr = server.accept()
16         rlist.append(conn)
17         print(rlist)
18     except BlockingIOError:
19         # print('干其他的活')
20 
21         #收消息
22         del_rlist = []
23         for conn in rlist:
24             try:
25                 data=conn.recv(1024)
26                 if not data:
27                     del_rlist.append(conn)
28                     continue
29                 wlist.append((conn,data.upper()))
30             except BlockingIOError:
31                 continue
32             except Exception:
33                 conn.close()
34                 del_rlist.append(conn)
35 
36         #发消息
37         del_wlist=[]
38         for item in wlist:
39             try:
40                 conn=item[0]
41                 data=item[1]
42                 conn.send(data)
43                 del_wlist.append(item)
44             except BlockingIOError:
45                 pass
46 
47         for item in del_wlist:
48             wlist.remove(item)
49 
50         for conn in del_rlist:
51             rlist.remove(conn)
52 
53 
54 server.close()

服务端

多路复用IO （select的使用）

 1 from socket import *
 2 
 3 client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 4 client.connect(('127.0.0.1',8083))
 5 
 6 
 7 while True:
 8     msg=input('>>: ').strip()
 9     if not msg:continue
10     client.send(msg.encode('utf-8'))
11     data=client.recv(1024)
12     print(data.decode('utf-8'))
13 
14 client.close()

客户端

 1 from socket import *
 2 import select
 3 
 4 server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
 5 server.bind(('127.0.0.1',8083))
 6 server.listen(5)
 7 server.setblocking(False)
 8 print('starting...')
 9 
10 rlist=[server,]
11 wlist=[]
12 wdata={}
13 
14 while True:
15     rl,wl,xl=select.select(rlist,wlist,[],0.5)
16     print('rl',rl)
17     print('wl',wl)
18 
19     for sock in rl:
20         if sock == server:
21             conn,addr=sock.accept()
22             rlist.append(conn)
23         else:
24             try:
25                 data=sock.recv(1024)
26                 if not data:
27                     sock.close()
28                     rlist.remove(sock)
29                     continue
30                 wlist.append(sock)
31                 wdata[sock]=data.upper()
32             except Exception:
33                 sock.close()
34                 rlist.remove(sock)
35 
36     for sock in wl:
37         data=wdata[sock]
38         sock.send(data)
39         wlist.remove(sock)
40         wdata.pop(sock)
41 
42 server.close()

服务端

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来源： https://www.cnblogs.com/huahuawang/p/14725537.html