在IO操作的过程中，当前线程被挂起，而其他需要CPU执行的代码就无法被当前线程执行了。
我们可以使用多线程或者多进程来并发执行代码，为多个用户服务。
但是，一旦线程数量过多，CPU的时间就花在线程切换上了，真正运行代码的时间就少了，结果导致性能严重下降。
异步IO：当代码需要执行一个耗时的IO操作时，它只发出IO指令，并不等待IO结果，然后就去执行其他代码了。一段时间后，当IO返回结果时，再通知CPU进行处理。
对于大多数IO密集型的应用程序，使用异步IO将大大提升系统的多任务处理能力。
1. 异步IO
1.1 协程
协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。
子程序（函数）调用是通过栈实现的，一个线程就是执行一个子程序。
协程的执行过程中，在子程序内部可中断，然后转而去执行别的子程序，在适当的时候再回来接着执行。
Python对协程的支持是通过生成器实现的。
在生成器中，我们不但可以通过for循环来迭代，还可以不断调用next()函数获取由yield语句返回的下一个值。但是Python的yield不但可以返回一个值，它还可以接收调用者发出的参数。
def consumer():
r = ''
while True:
n = yield r
if not n:
return
print('[CONSUMER] Consuming %s...' % n)
r = '200 OK'
def produce(c):
c.send(None)
n = 0
while n < 5:
n = n + 1
print('[PRODUCER] Producing %s...' % n)
r = c.send(n)
print('[PRODUCER] Consumer return: %s' % r)
c.close()
c = consumer()
produce(c)
[PRODUCER] Producing 1...
[CONSUMER] Consuming 1...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
[PRODUCER] Producing 2...
[CONSUMER] Consuming 2...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
[PRODUCER] Producing 3...
[CONSUMER] Consuming 3...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
[PRODUCER] Producing 4...
[CONSUMER] Consuming 4...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
[PRODUCER] Producing 5...
[CONSUMER] Consuming 5...
[PRODUCER] Consumer return: 200 OK
1.2 asyncio
asyncio的编程模型是一个消息循环。我们从asyncio模块中直接获取一个EventLoop的引用，然后把需要执行的协程扔到EventLoop中执行，就实现了异步IO。
import asyncio
@asyncio.coroutine
def hello():
print("Hello world!")
# 异步调用asyncio.sleep(1):
r = yield from asyncio.sleep(1)
print("Hello again!")
# 获取EventLoop:
loop = asyncio.get_event_loop()
# 执行coroutine
loop.run_until_complete(hello())
loop.close()
@asyncio.coroutine把一个生成器标记为协程类型，然后，我们就把这个协程扔到EventLoop中执行。
import threading
import asyncio
@asyncio.coroutine
def hello():
print('Hello world! (%s)' % threading.currentThread())
yield from asyncio.sleep(1)
print('Hello again! (%s)' % threading.currentThread())
loop = asyncio.get_event_loop()
tasks = [hello(), hello()] # 封装两个协程
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
loop.close()
# Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 9700)>)
# Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 9700)>)
# Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 9700)>)
# Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 9700)>)
1.3 async/await
import asyncio
async def hello():
print("Hello world!")
r = await asyncio.sleep(1)
print("Hello again!")
# 获取EventLoop:
loop = asyncio.get_event_loop()
# 执行coroutine
loop.run_until_complete(hello())
loop.close()
1.4 aiohttp
import asyncio
from aiohttp import web
async def index(request):
await asyncio.sleep(0.5)
return web.Response(body='<h1>Index</h1>'.encode('utf-8'), content_type='text/html')
async def hello(request):
await asyncio.sleep(0.5)
text = '<h1>hello, %s!</h1>' % request.match_info['name']
return web.Response(body=text.encode('utf-8'), content_type='text/html')
async def init(loop):
app = web.Application(loop=loop)
app.router.add_route('GET', '/', index)
app.router.add_route('GET', '/hello/{name}', hello)
srv = await loop.create_server(app.make_handler(), '127.0.0.1', 8000)
print('Server started at http://127.0.0.1:8000...')
return srv
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(init(loop))
loop.run_forever()
参考资料：