Python 想了解EventLoop？這篇文章就夠了

本文轉(zhuǎn)自: python-parallel-programming-cookbook-cn.

Python的Asyncio模塊提供了管理事件、協(xié)程、任務(wù)和線程的方法，以及編寫并發(fā)代碼的原語。此模塊的主要組件和概念包括：

• 事件循環(huán): 在Asyncio模塊中，每一個進程都有一個事件循環(huán)。

• 協(xié)程: 這是子程序的泛化概念。協(xié)程可以在執(zhí)行期間暫停，這樣就可以等待外部的處理（例如IO）完成之后，從之前暫停的地方恢復(fù)執(zhí)行。

• Futures: 定義了 Future 對象，和 concurrent.futures 模塊一樣，表示尚未完成的計算。

• Tasks: 這是Asyncio的子類，用于封裝和管理并行模式下的協(xié)程。

本節(jié)中重點討論事件，事實上，異步編程的上下文中，事件無比重要。因為事件的本質(zhì)就是異步。

在計算系統(tǒng)中，可以產(chǎn)生事件的實體叫做事件源，能處理事件的實體叫做事件處理者。

此外，還有一些第三方實體叫做事件循環(huán)。它的作用是管理所有的事件，在整個程序運行過程中不斷循環(huán)執(zhí)行，追蹤事件發(fā)生的順序?qū)⑺鼈兎诺疥犃兄校?dāng)主線程空閑的時候，調(diào)用相應(yīng)的事件處理者處理事件。

最后，我們可以通過下面的偽代碼來理解事件循環(huán)：

while(1) {
  events = getEvents();
  for (e in events)
    processEvent(e);
}

所有的事件都在  while 循環(huán)中捕捉，然后經(jīng)過事件處理者處理。事件處理的部分是系統(tǒng)唯一活躍的部分，當(dāng)一個事件處理完成，流程繼續(xù)處理下一個事件。

Asyncio提供了以下方法來管理事件循環(huán)：

1.  loop = get_event_loop() : 得到當(dāng)前上下文的事件循環(huán)。

2.  loop.call_later(time_delay, callback, arg) : 延后 time_delay 秒再執(zhí)行 callback 方法。

3.  loop.call_soon(callback, argument) : 盡可能快調(diào)用 callback, call_soon() 函數(shù)結(jié)束，主線程回到事件循環(huán)之后就會馬上調(diào)用 callback 。

4.  loop.time() : 以float類型返回當(dāng)前事件循環(huán)的內(nèi)部時間。

5.  asyncio.set_event_loop() : 為當(dāng)前上下文設(shè)置事件循環(huán)。

6.  asyncio.new_event_loop() : 根據(jù)此策略創(chuàng)建一個新的事件循環(huán)并返回。

7.  loop.run_forever() : 在調(diào)用 stop() 之前將一直運行。

下面的代碼中，我們將展示如何使用Asyncio庫提供的事件循環(huán)創(chuàng)建異步模式的應(yīng)用。

import asyncio
import datetime
import time

def function_1(end_time, loop):
    print("function_1 called")
    if (loop.time() + 1.0) < end_time:
        loop.call_later(1, function_2, end_time, loop)
    else:
        loop.stop()

def function_2(end_time, loop):
    print("function_2 called ")
    if (loop.time() + 1.0) < end_time:
        loop.call_later(1, function_3, end_time, loop)
    else:
        loop.stop()

def function_3(end_time, loop):
    print("function_3 called")
    if (loop.time() + 1.0) < end_time:
        loop.call_later(1, function_1, end_time, loop)
    else:
        loop.stop()

def function_4(end_time, loop):
    print("function_5 called")
    if (loop.time() + 1.0) < end_time:
        loop.call_later(1, function_4, end_time, loop)
    else:
        loop.stop()

loop = asyncio.get_event_loop()

end_loop = loop.time() + 9.0
loop.call_soon(function_1, end_loop, loop)
# loop.call_soon(function_4, end_loop, loop)
loop.run_forever()
loop.close()

運行結(jié)果如下:

python3 event.py
function_1 called
function_2 called
function_3 called
function_1 called
function_2 called
function_3 called
function_1 called
function_2 called
function_3 called

在這個例子中，我們定義了三個異步的任務(wù)，相繼執(zhí)行，入下圖所示的順序。

首先，我們要得到這個事件循環(huán)：

loop = asyncio.get_event_loop()

然后我們通過 call_soon 方法調(diào)用了  function_1()  函數(shù)。

end_loop = loop.time() + 9.0
loop.call_soon(function_1, end_loop, loop)

讓我們來看一下  function_1()  的定義：

def function_1(end_time, loop):
    print("function_1 called")
    if (loop.time() + 1.0) < end_time:
        loop.call_later(1, function_2, end_time, loop)
    else:
        loop.stop()

這個函數(shù)通過以下參數(shù)定義了應(yīng)用的異步行為：

1. end_time : 定義了 function_1() 可以運行的最長時間，并通過 call_later 方法傳入到 function_2() 中作為參數(shù)

2. loop : 之前通過 get_event_loop() 方法得到的事件循環(huán)。

 function_1()  的任務(wù)非常簡單，只是打印出函數(shù)名字。當(dāng)然，里面也可以寫非常復(fù)雜的操作。

print("function_1 called")

任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之后，它將會比較 loop.time() +1s 和設(shè)定的運行時間，如果沒有超過，使用 call_later 在1秒之后執(zhí)行  function_2() 

if (loop.time() + 1.0) < end_time:
    loop.call_later(1, function_2, end_time, loop)
else:
    loop.stop()

其中function_2()  和  function_3()  的作用類似。如果運行的時間超過了設(shè)定，事件循環(huán)終止。

loop.run_forever()
loop.close()

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