🔎 Как работает асинхронность в Python: подробное руководство и примеры

Код выполняется асинхронно в Python с использованием концепции асинхронных функций и ключевых слов "await" и "async". Асинхронность в Python позволяет выполнять несколько задач одновременно, без блокировки основного потока выполнения. Вместо того, чтобы ждать завершения одной задачи, асинхронные функции могут переключаться между несколькими задачами, когда они ожидают выполнения операций ввода-вывода или длительных операций. Вот пример асинхронной функции в Python:

    import asyncio

    async def my_function():
        print("Начало выполнения")
        await asyncio.sleep(1)
        print("Конец выполнения")

    asyncio.run(my_function())
    

Здесь мы создаем асинхронную функцию "my_function", которая печатает сообщение, затем ожидает выполнения операции "await asyncio.sleep(1)" в течение 1 секунды, а затем печатает другое сообщение. Чтобы запустить асинхронную функцию, мы вызываем "asyncio.run(my_function())". В результате выполнения этого кода мы увидим следующий вывод: "Начало выполнения" (ожидание 1 секунды) "Конец выполнения" Это пример простой асинхронной функции, но асинхронность в Python предлагает еще много других возможностей, таких как использование асинхронных библиотек для параллельной загрузки данных из сети, выполнение параллельных запросов к базе данных и т.д.

Как работает асинхронность в Python

Асинхронное программирование - это подход, позволяющий выполнять несколько задач одновременно в одном процессе, без необходимости создания дополнительных потоков или процессов. В Python этот подход осуществляется с использованием модуля asyncio.

Основной компонент, используемый для асинхронной разработки в Python, - это корутины. Корутины представляют собой функции, которые могут приостанавливать свое выполнение и передавать управление другим корутинам до тех пор, пока не будет завершена определенная задача. Для обозначения корутин используется ключевое слово async.

Вот пример простой корутины:

    async def greet():
        print("Привет!")
        await asyncio.sleep(1)
        print("Как дела?")
    

В этом примере функция greet является асинхронной корутиной. Она выводит сообщение "Привет!", затем приостанавливает свое выполнение на 1 секунду с помощью функции asyncio.sleep и выводит сообщение "Как дела?". Важно отметить, что ключевое слово await используется для передачи управления другим корутинам.

Для запуска асинхронной корутины необходимо создать событийный цикл event loop. Событийный цикл - это механизм, который обрабатывает и распределяет задачи между корутинами. Для создания событийного цикла можно использовать функцию asyncio.get_event_loop. Вот пример:

    import asyncio
    
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.run_until_complete(greet())
    loop.close()
    

В этом примере мы создаем событийный цикл с помощью функции asyncio.get_event_loop, запускаем асинхронную корутину greet с помощью функции loop.run_until_complete и закрываем событийный цикл с помощью функции loop.close.

Асинхронность в Python также поддерживает параллельное выполнение нескольких корутин. Для этого используется механизм awaitable. Awaitable - это объект, который может быть ожидаемым в асинхронном контексте. Примером awaitable объекта является другая корутина или объект, возвращаемый функцией asyncio.create_task.

Вот пример параллельного выполнения нескольких корутин:

    import asyncio
    
    async def task1():
        print("Задача 1")
        await asyncio.sleep(2)
        print("Задача 1 завершена")
    
    async def task2():
        print("Задача 2")
        await asyncio.sleep(1)
        print("Задача 2 завершена")
    
    async def main():
        await asyncio.gather(
            task1(),
            task2()
        )
    
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.run_until_complete(main())
    loop.close()
    

В этом примере мы определяем две корутины - task1 и task2, каждая из которых имитирует выполнение задачи с помощью функции asyncio.sleep. Затем мы объединяем эти две корутины с помощью функции asyncio.gather. Функция gather возвращает новую корутину, которая ждет завершения всех переданных корутин.

Важно помнить, что асинхронность в Python требует активного событийного цикла для обработки и распределения задач между корутинами. Если событийный цикл не создан и запущен, корутины не будут выполняться параллельно.

В заключение, асинхронность в Python позволяет эффективно выполнять несколько задач одновременно без создания дополнительных потоков или процессов. С помощью корутин и событийного цикла asyncio, вы можете создавать асинхронные программы, которые могут быть более отзывчивыми и эффективными.