原文作者:我辈李想
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在 Python 中,同步和异步通常是指代码执行的模式。
同步:
当程序执行同步操作时,程序将等待该操作完成,然后才执行下一段代码。这种模式被称为同步模式。在同步模式下,程序必须等待操作完成之后才能继续执行下一步操作。
异步:
在异步模式下,程序执行操作时,不需要等待该操作完成,而是可以继续执行其他操作。当该操作完成后,程序将通知其结果。这使得程序可以执行多个操作而不必等待每个操作完成。异步操作通常使用回调函数来处理操作结果。
在 Python 中,可以使用 async 和 await 关键字来实现异步操作。async 关键字用于定义异步函数,而 await 关键字用于等待异步函数的结果。异步函数通常返回一个协程对象,该对象可以在 await 关键字后使用。
另外,Python 还提供了 asyncio 模块来实现异步操作,该模块提供了事件循环和协程的支持。使用事件循环可以管理多个协程,而协程可以在事件循环中运行,以实现非阻塞的 I/O 操作。
在 Python 中,堵塞和非堵塞通常是指 I/O 操作的模式。
堵塞:
当程序执行 I/O 操作时,程序将等待 I/O 操作完成后再执行接下来的代码。这种模式被称为堵塞模式。在这种模式下,直到 I/O 操作完成之前,程序无法执行其他任务。
非堵塞:
在非堵塞模式下,程序执行 I/O 操作时,如果操作无法立即完成,则程序会立即返回,而不会等待操作完成。这使得程序可以执行其他任务,而不会被阻塞等待 I/O 操作完成。
在 Python 中,可以使用 socket 模块的 setblocking() 方法来设置套接字的堵塞和非堵塞模式。默认情况下,套接字是堵塞模式的。使用 setblocking(False) 将套接字设置为非堵塞模式。
另外,Python 还提供了 select、poll 和 epoll 等模块来实现非堵塞 I/O 操作,这些模块可以监视多个套接字的状态,并在有可读或可写数据时通知程序。这种方式可以使程序避免使用多线程或多进程来处理并发请求。
在Python中,回调是一种常见的编程模式,用于异步或事件驱动编程。回调函数是一个函数对象,它被传递给其他函数作为参数,以便在完成某个任务时被调用。
回调函数通常在以下情况下使用:
例如,当使用Python的asyncio库时,可以定义一个回调函数,以便在异步任务完成时执行特定的操作。例如,当异步任务完成时,可以发送一条电子邮件或存储结果。
例如,在Python的GUI编程中,可以定义回调函数,以便在用户单击按钮或输入文本时执行特定的操作。这些回调函数通常被绑定到GUI元素上,这样当用户与GUI元素交互时,就会自动调用回调函数。
总之,回调函数是Python中一种常见的编程模式,用于异步或事件驱动编程。通过使用回调函数,可以使程序更加灵活和可扩展。
示例
在 Python 中,使用 asyncio 库可以实现异步编程,而回调函数则是 asyncio 实现异步编程的基础。
在 asyncio 中,回调函数通常在以下情况下使用:
import asyncio
def callback(future):
print("Task completed: {}".format(future.result()))
async def coroutine():
print("Start coroutine...")
await asyncio.sleep(1)
print("Coroutine completed.")
return "Coroutine result."
if __name__ == "__main__":
loop = asyncio.get_event_loop()
future = asyncio.ensure_future(coroutine())
future.add_done_callback(callback)
loop.run_until_complete(future)
loop.close()
在上面的代码中,我们定义了一个回调函数 callback
,它将在异步任务完成时被调用。我们使用 asyncio.ensure_future
来创建一个 Future
对象,然后使用 add_done_callback
将回调函数与 Future
对象关联起来。当任务完成时,callback
函数将被调用,并打印任务的返回结果。
import asyncio
def callback(future):
if future.exception() is not None:
print("Task error: {}".format(future.exception()))
else:
print("Task result: {}".format(future.result()))
async def coroutine():
print("Start coroutine...")
await asyncio.sleep(1)
raise ValueError("Coroutine error.")
print("Coroutine completed.")
return "Coroutine result."
if __name__ == "__main__":
loop = asyncio.get_event_loop()
future = asyncio.ensure_future(coroutine())
future.add_done_callback(callback)
loop.run_until_complete(future)
loop.close()
在上面的代码中,我们将回调函数 callback
与 Future
对象关联起来。当异步任务发生异常时,callback
函数将被调用,并打印异常信息。如果异步任务没有发生异常,则打印任务的返回结果。
总之,回调函数在 asyncio 中是一种非常重要的编程模式。通过使用回调函数,可以轻松地处理异步任务的返回结果和异常信息,使异步编程更加灵活和可扩展。
Python 的异步编程可以使用 asyncio 模块来实现。在 asyncio 中,我们可以使用协程来实现异步编程。
具体步骤如下:
pip install asyncio
async def my_coroutine():
# 异步操作的代码
# 在这里可以使用异步 API,如 asyncio.sleep()
import asyncio
async def my_coroutine():
# 异步操作的代码
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(my_coroutine())
import asyncio
async def my_coroutine():
# 异步操作的代码
await asyncio.sleep(1) # 异步等待 1 秒钟
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(my_coroutine())
import asyncio
async def coroutine1():
# 异步操作的代码
async def coroutine2():
# 异步操作的代码
async def coroutine3():
# 异步操作的代码
loop = asyncio.get_event_loop()
tasks = [coroutine1(), coroutine2(), coroutine3()]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
以上就是 Python 异步编程的基本步骤。在实际应用中,我们还可以使用 async with 和 async for 等语法来进行更加复杂的异步操作。