欢迎来到 Python 基础入门 Day11!经过前十天的学习,相信你已经掌握了 Python 的基础语法、数据结构、函数、面向对象编程,以及多线程与多进程的应用。今天,我们将进一步探索 Python 异步编程(Asyncio) 的奥秘,让你的程序变得更加高效!
在开始之前,可以回顾之前的内容:
- Day01: Python 基础入门
- Day02: Python 数据类型
- Day03: Python 条件与循环
- Day04: Python 函数
- Day05: Python 文件操作
- Day06: Python 面向对象编程
- Day07: Python 内置模块
- Day08: Python 数据分析
- Day09: Python 高级特性
- Day10: Python 多线程与多进程
目录
- 异步编程的优势
- Python 中的
asyncio
模块 - 使用
async
和await
关键字 - 创建异步任务
- 异步 I/O 操作示例
- 小结与练习
一、异步编程的优势
1.1 什么是异步编程?
异步编程是一种编写非阻塞代码的方式,它允许程序在等待 I/O 操作(如文件读写、网络请求等)时,继续执行其他任务。相比传统的同步编程,异步编程可以更有效地利用系统资源,提升程序的响应速度。
1.2 异步编程的优势
- 提高程序性能:尤其适用于 I/O 密集型任务,如网络爬虫、文件下载等。
- 减少程序等待时间:通过异步操作,避免因阻塞而浪费时间。
- 提升用户体验:在 Web 开发中,异步编程可以减少页面加载时间,提升用户交互体验。
二、Python 中的 asyncio
模块
Python 的 asyncio
模块是一个强大的工具,用于编写异步代码。它提供了事件循环、任务调度、协程等功能。
2.1 导入 asyncio
模块
import asyncio
三、使用 async
和 await
关键字
3.1 什么是协程(Coroutine)?
协程是 Python 中一种特殊的函数,通过 async def
语法定义。协程是可以被暂停并在需要时恢复的函数。
3.2 示例:定义异步函数
import asyncio
async def say_hello():
print("Hello, World!")
await asyncio.sleep(1)
print("Goodbye, World!")
# 运行协程
asyncio.run(say_hello())
输出:
Hello, World!
(暂停 1 秒)
Goodbye, World!
四、创建异步任务
4.1 使用 asyncio.create_task()
asyncio.create_task()
可以并发执行多个协程。
import asyncio
async def greet(name):
print(f"Hello, {name}")
await asyncio.sleep(1)
print(f"Goodbye, {name}")
async def main():
task1 = asyncio.create_task(greet("Alice"))
task2 = asyncio.create_task(greet("Bob"))
await task1
await task2
asyncio.run(main())
输出:
Hello, Alice
Hello, Bob
(暂停 1 秒)
Goodbye, Alice
Goodbye, Bob
4.2 并行执行多个任务
异步任务可以并行执行,而不必等待其他任务完成。上面的示例展示了多个协程同时开始,并在等待时释放控制权,让其他任务得以执行。
五、异步 I/O 操作示例
5.1 异步 HTTP 请求
使用 aiohttp
库实现异步 HTTP 请求(需先安装:pip install aiohttp
)。
import asyncio
import aiohttp
async def fetch(url):
async with aiohttp.ClientSession() as session:
async with session.get(url) as response:
return await response.text()
async def main():
url = 'https://www.example.com'
html = await fetch(url)
print(html)
asyncio.run(main())
5.2 异步文件操作
import asyncio
async def write_file():
with open("example.txt", "w") as f:
f.write("Hello, Async World!")
asyncio.run(write_file())
六、小结与练习
今天我们学习了 Python 的 异步编程,掌握了 asyncio
的基本用法。异步编程在处理 I/O 密集型任务时能显著提升性能,希望你能够将这些知识运用到实际项目中。
今日练习题:
- 使用
asyncio
编写一个并发网络请求的爬虫程序。 - 使用
aiohttp
实现并发下载多个文件。 - 编写一个异步函数,模拟多个任务的执行并统计总耗时。
下一节预告:在 Day12 中,我们将继续探讨 Python 的网络编程(Socket),带你了解如何创建服务器和客户端。敬请期待!