什么是异步

异步编程（简称异步）是许多现代语言都包含的功能，它可以使程序处理多个操作，而无需等待或挂断其中的任何一个。 这是一种有效处理网络或文件IO等任务的明智方法，因为程序的大部分时间都花在等待任务完成上。

假设我们有一个请求100个网络连接的Web抓取应用程序。 如果打开一个连接，等待结果，然后打开下一个连接并等待结果，那么程序的大部分时间都将花在等待网络响应上，而不是在做实际的工作。这个时候，就需要我们异步处理。我们可以一次打开所有100个连接，然后在返回结果时在每个活动连接之间切换。 如果一个连接没有返回结果，就切换到下一个，依此类推，直到所有连接都返回了数据。

异步语法目前已经是python的标准功能，对于高效处理爬虫，处理并发数据，我们应该对它有所了解。

什么时候使用异步

• 工作需要很长时间才能完成。
• 延迟涉及等待IO（磁盘或网络）操作，而不是计算。
• 工作涉及一次执行多个IO操作。

异步编程不同于多线程或多处理。异步操作都在同一个线程中运行，但是它们根据需要相互转化，这使得异步处理比线程或多处理的效率更高。

Python async await and asyncio

带有async关键字前缀的函数成为异步函数，也称为协程。 协程可以使用另一个关键字await，它允许一个协程等待另一个协程的结果而不会阻塞。 在等待的协程返回结果之前，Python在其他正在运行的协程中自由切换。协程只能从其他异步函数中调用。 如果我们不加await而是按原样运行server_ops（）或get_server_status（），那么不会得到它们的结果。

在上面的示例中，我们使用两个常见的asyncio函数：

asyncio.run用于从代码的非异步部分启动异步功能，从而启动所有程序的异步活动。

asyncio.gather接受一个或多个异步装饰的函数，运行它们，然后等待所有结果输入。

通过上面的写法，我们就可以同时读取所有站点的信息，然后当结果收集完毕之后，进行之后的操作。

python异步组件

asyncio库提供了创建和管理事件循环的机制。 在Python进程中，一次只能运行一个事件循环，这样做可以使程序员更容易跟踪其中的内容。

将协程提交到事件循环进行处理时，可以获取到Task对象。该对象提供了一种从事件循环外部控制协程行为的方法。 例如，如果需要取消正在运行的任务，可以通过调用Task.cancel方法来完成。

您需要对事件循环及其任务进行多少控制，取决于您所构建的应用程序的复杂程度。 如果您只想提交一组固定的作业以同时运行，就像使用我们的网络抓取工具一样，您不需要太多控制权，只需要启动作业和收集结果即可。

异步VS线程VS多处理

异步与并发有关，而线程和多处理则与并行有关。 并发涉及一次在多个任务之间有效地分配时间。

大多数情况下，异步是线程的良好替代品，因为线程是在Python中实现的。 因为Python不使用OS线程，而是使用自己的协作线程，在解释器中一次仅运行一个线程。 与协作线程相比，异步提供了一些关键优势：

• 异步函数比线程轻得多。 大量异步操作一般比多线程开销少得多得多。
• 异步代码的结构使人们更容易推断任务从何处提取。 这意味着数据争用和线程安全性不再是问题。
• 与线程相比，异步操作可以更轻松地被取消和操纵。

在Python中，多处理一般用在CPU密集的作业，而异步多用在IO密集的作业。 异步实际上与多处理并驾齐驱，我们可以使用asyncio.run_in_executor函数将CPU密集型作业从中央进程委派给进程池，而不会阻塞该中央进程（异步处理）。

如何学习Python异步

学习最好的方法就是自己编写案例， 现在网上有很多很好的例子，你可以多研究他人的一些写法，有些东西看着看着就习惯了，用着用着就会了。 对于asyncio这个库值得仔细阅读。

慢慢地，你将会接触到更多的异步驱动的库和中间件，比如了数据库连接器，网络协议等的异步，非阻塞版本。比如用于Web访问的aiohittp库。

在Python软件包索引中搜索带有async关键字的库基本都是关于异步的。 对于异步编程之类的东西，最好的学习方法是看别人如何使用它，然后自己在应用中模仿它。