Asyncio任务与协程

基础概念

Asyncio是Python标准库中的一个模块，用于编写并发代码，主要通过协程（coroutines）和事件循环（event loop）来实现。协程是一种轻量级的线程，可以在单个线程内实现并发执行。

优势

1. 高效利用CPU：协程在等待IO操作时不会阻塞整个线程，而是可以切换到其他协程继续执行，从而提高CPU利用率。
2. 简化异步编程：相比于传统的回调函数，协程提供了更直观、更易于理解的异步编程模型。
3. 资源占用少：协程是轻量级的，创建和销毁的开销远小于线程。

类型

1. 任务（Task）：任务是协程的包装器，用于并发执行协程。任务可以被取消、等待和获取结果。
2. Future：表示异步操作的最终结果。任务实际上是Future的一个子类。
3. 事件循环（Event Loop）：负责调度和执行协程的核心组件。

应用场景

1. 网络编程：如异步HTTP请求、WebSocket通信等。
2. 数据库操作：如异步数据库查询、插入等。
3. 文件IO：如异步文件读写操作。
4. 并发任务处理：如同时处理多个任务，提高系统响应速度。

示例代码

以下是一个简单的Asyncio示例，展示了如何使用协程和任务：

import asyncio

async def my_coroutine(name, seconds):
    print(f"{name} 协程开始")
    await asyncio.sleep(seconds)
    print(f"{name} 协程结束")

async def main():
    task1 = asyncio.create_task(my_coroutine("任务1", 2))
    task2 = asyncio.create_task(my_coroutine("任务2", 1))
    
    await task1
    await task2

asyncio.run(main())

常见问题及解决方法

问题1：协程没有按预期执行

原因：可能是事件循环没有正确启动，或者协程被阻塞。

解决方法：确保使用asyncio.run()来启动事件循环，或者在协程中使用await关键字来避免阻塞。

问题2：任务取消失败

原因：任务可能在取消之前已经完成，或者任务内部有阻塞操作。

解决方法：在任务内部定期检查取消状态，并处理取消逻辑。可以使用asyncio.current_task().cancelled()来检查任务是否被取消。

问题3：协程中的异常处理

原因：协程中的异常如果没有被捕获，会导致整个事件循环崩溃。

解决方法：在协程中使用try...except块来捕获和处理异常。

async def my_coroutine(name):
    try:
        print(f"{name} 协程开始")
        await asyncio.sleep(1)
        raise ValueError("模拟异常")
    except Exception as e:
        print(f"{name} 协程发生异常: {e}")
    finally:
        print(f"{name} 协程结束")

参考链接

• Python官方文档 - asyncio
• Real Python - Async IO in Python: A Complete Walkthrough

通过以上内容，你应该对Asyncio任务与协程有了更深入的了解，并能解决一些常见问题。