手把手教你如何使用Python的異步IO框架：asyncio（下）

做者：MING
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你們好，併發編程 進入第十一章。

前面兩節，咱們講了協程中的單任務和多任務

這節咱們將經過一個小實戰，來對這些內容進行鞏固。

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在實戰中，將會用到如下知識點：

• 多線程的基本使用
• Queue消息隊列的使用
• Redis的基本使用
• asyncio的使用

動態添加協程

在實戰以前，咱們要先了解下在asyncio中如何將協程態添加到事件循環中的。這是前提。

如何實現呢，有兩種方法：

• 主線程是同步的

import time
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一個在後臺永遠運行的事件循環
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

def do_sleep(x, queue, msg=""):
    time.sleep(x)
    queue.put(msg)

queue = Queue()

new_loop = asyncio.new_event_loop()

# 定義一個線程，並傳入一個事件循環對象
t = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
t.start()

print(time.ctime())

# 動態添加兩個協程
# 這種方法，在主線程是同步的
new_loop.call_soon_threadsafe(do_sleep, 6, queue, "第一個")
new_loop.call_soon_threadsafe(do_sleep, 3, queue, "第二個")

while True:
    msg = queue.get()
    print("{} 協程運行完..".format(msg))
    print(time.ctime())
複製代碼

因爲是同步的，因此總共耗時6+3=9秒.

輸出結果

Thu May 31 22:11:16 2018
第一個 協程運行完..
Thu May 31 22:11:22 2018
第二個 協程運行完..
Thu May 31 22:11:25 2018
複製代碼

• 主線程是異步的，這是重點，必定要掌握。。

import time
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一個在後臺永遠運行的事件循環
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

async def do_sleep(x, queue, msg=""):
    await asyncio.sleep(x)
    queue.put(msg)

queue = Queue()

new_loop = asyncio.new_event_loop()

# 定義一個線程，並傳入一個事件循環對象
t = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
t.start()

print(time.ctime())

# 動態添加兩個協程
# 這種方法，在主線程是異步的
asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(6, queue, "第一個"), new_loop)
asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(3, queue, "第二個"), new_loop)

while True:
    msg = queue.get()
    print("{} 協程運行完..".format(msg))
    print(time.ctime())
複製代碼

輸出結果

因爲是同步的，因此總共耗時max(6, 3)=6秒

Thu May 31 22:23:35 2018
第二個 協程運行完..
Thu May 31 22:23:38 2018
第一個 協程運行完..
Thu May 31 22:23:41 2018
複製代碼

實戰：利用redis實現動態添加任務

對於併發任務，一般是用生成消費模型，對隊列的處理可使用相似master-worker的方式，master主要用戶獲取隊列的msg，worker用戶處理消息。

爲了簡單起見，而且協程更適合單線程的方式，咱們的主線程用來監聽隊列，子線程用於處理隊列。這裏使用redis的隊列。主線程中有一個是無限循環，用戶消費隊列。

先安裝Redis
到 https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases 下載

解壓到你的路徑。

而後，在當前路徑運行cmd，運行redis的服務端。

服務開啓後，咱們就能夠運行咱們的客戶端了。
並依次輸入key=queue，value=5,3,1的消息。

一切準備就緒以後，咱們就能夠運行咱們的代碼了。

import time
import redis
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一個在後臺永遠運行的事件循環
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

async def do_sleep(x, queue):
    await asyncio.sleep(x)
    queue.put("ok")

def get_redis():
    connection_pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', db=0)
    return redis.Redis(connection_pool=connection_pool)

def consumer():
    while True:
        task = rcon.rpop("queue")
        if not task:
            time.sleep(1)
            continue
        asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(int(task), queue), new_loop)


if __name__ == '__main__':
    print(time.ctime())
    new_loop = asyncio.new_event_loop()

    # 定義一個線程，運行一個事件循環對象，用於實時接收新任務
    loop_thread = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
    loop_thread.setDaemon(True)
    loop_thread.start()
    # 建立redis鏈接
    rcon = get_redis()

    queue = Queue()

    # 子線程：用於消費隊列消息，並實時往事件對象容器中添加新任務
    consumer_thread = Thread(target=consumer)
    consumer_thread.setDaemon(True)
    consumer_thread.start()

    while True:
        msg = queue.get()
        print("協程運行完..")
        print("當前時間：", time.ctime())
複製代碼

稍微講下代碼

loop_thread：單獨的線程，運行着一個事件對象容器，用於實時接收新任務。
consumer_thread：單獨的線程，實時接收來自Redis的消息隊列，並實時往事件對象容器中添加新任務。

輸出結果

Thu May 31 23:42:48 2018
協程運行完..
當前時間： Thu May 31 23:42:49 2018

協程運行完..
當前時間： Thu May 31 23:42:51 2018

協程運行完..
當前時間： Thu May 31 23:42:53 2018
複製代碼

咱們在Redis，分別發起了5s，3s，1s的任務。
從結果來看，這三個任務，確實是併發執行的，1s的任務最早結束，三個任務完成總耗時5s

運行後，程序是一直運行在後臺的，咱們每一次在Redis中輸入新值，都會觸發新任務的執行。。

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好了，通過這個實戰內容，你應該對asyncio的實際應用有了一個更深入的認識了，至此，你已經可使用asyncio來實現任務的併發。快去體驗一下。若是有什麼疑問，請在後臺加我微信與我聯繫。。

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