Python并发编程之实战异步IO框架：asyncio 下篇（十一）

大家好，并发编程 进入第十一章。

前面两节，我们讲了协程中的单任务和多任务

这节我们将通过一个小实战，来对这些内容进行巩固。

在实战中，将会用到以下知识点：

多线程的基本使用
Queue消息队列的使用
Redis的基本使用
asyncio的使用

. 动态添加协程

在实战之前，我们要先了解下在asyncio中如何将协程态添加到事件循环中的。这是前提。

如何实现呢，有两种方法：

主线程是同步的

import time
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一个在后台永远运行的事件循环
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

def do_sleep(x, queue, msg=""):
    time.sleep(x)
    queue.put(msg)

queue = Queue()

new_loop = asyncio.new_event_loop()

# 定义一个线程，并传入一个事件循环对象
t = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
t.start()

print(time.ctime())

# 动态添加两个协程
# 这种方法，在主线程是同步的
new_loop.call_soon_threadsafe(do_sleep, 6, queue, "第一个")
new_loop.call_soon_threadsafe(do_sleep, 3, queue, "第二个")

while True:
    msg = queue.get()
    print("{} 协程运行完..".format(msg))
    print(time.ctime())

由于是同步的，所以总共耗时6+3=9秒.

输出结果

Thu May 31 22:11:16 2018
第一个 协程运行完..
Thu May 31 22:11:22 2018
第二个 协程运行完..
Thu May 31 22:11:25 2018

主线程是异步的，这是重点，一定要掌握。。

import time
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一个在后台永远运行的事件循环
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

async def do_sleep(x, queue, msg=""):
    await asyncio.sleep(x)
    queue.put(msg)

queue = Queue()

new_loop = asyncio.new_event_loop()

# 定义一个线程，并传入一个事件循环对象
t = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
t.start()

print(time.ctime())

# 动态添加两个协程
# 这种方法，在主线程是异步的
asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(6, queue, "第一个"), new_loop)
asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(3, queue, "第二个"), new_loop)

while True:
    msg = queue.get()
    print("{} 协程运行完..".format(msg))
    print(time.ctime())

输出结果

由于是同步的，所以总共耗时max(6, 3)=6秒

Thu May 31 22:23:35 2018
第二个 协程运行完..
Thu May 31 22:23:38 2018
第一个 协程运行完..
Thu May 31 22:23:41 2018

. 实战：利用redis实现动态添加任务

对于并发任务，通常是用生成消费模型，对队列的处理可以使用类似master-worker的方式，master主要用户获取队列的msg，worker用户处理消息。

为了简单起见，并且协程更适合单线程的方式，我们的主线程用来监听队列，子线程用于处理队列。这里使用redis的队列。主线程中有一个是无限循环，用户消费队列。

先安装Redis
到 https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases 下载

解压到你的路径。

然后，在当前路径运行cmd，运行redis的服务端。

服务开启后，我们就可以运行我们的客户端了。
并依次输入key=queue，value=5,3,1的消息。

一切准备就绪之后，我们就可以运行我们的代码了。

import time
import redis
import asyncio
from queue import Queue
from threading import Thread

def start_loop(loop):
    # 一个在后台永远运行的事件循环
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_forever()

async def do_sleep(x, queue):
    await asyncio.sleep(x)
    queue.put("ok")

def get_redis():
    connection_pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', db=0)
    return redis.Redis(connection_pool=connection_pool)

def consumer():
    while True:
        task = rcon.rpop("queue")
        if not task:
            time.sleep(1)
            continue
        asyncio.run_coroutine_threadsafe(do_sleep(int(task), queue), new_loop)


if __name__ == '__main__':
    print(time.ctime())
    new_loop = asyncio.new_event_loop()

    # 定义一个线程，运行一个事件循环对象，用于实时接收新任务
    loop_thread = Thread(target=start_loop, args=(new_loop,))
    loop_thread.setDaemon(True)
    loop_thread.start()
    # 创建redis连接
    rcon = get_redis()

    queue = Queue()

    # 子线程：用于消费队列消息，并实时往事件对象容器中添加新任务
    consumer_thread = Thread(target=consumer)
    consumer_thread.setDaemon(True)
    consumer_thread.start()

    while True:
        msg = queue.get()
        print("协程运行完..")
        print("当前时间：", time.ctime())

稍微讲下代码

loop_thread：单独的线程，运行着一个事件对象容器，用于实时接收新任务。
consumer_thread：单独的线程，实时接收来自Redis的消息队列，并实时往事件对象容器中添加新任务。

输出结果

Thu May 31 23:42:48 2018
协程运行完..
当前时间： Thu May 31 23:42:49 2018

协程运行完..
当前时间： Thu May 31 23:42:51 2018

协程运行完..
当前时间： Thu May 31 23:42:53 2018

我们在Redis，分别发起了5s，3s，1s的任务。
从结果来看，这三个任务，确实是并发执行的，1s的任务最先结束，三个任务完成总耗时5s

运行后，程序是一直运行在后台的，我们每一次在Redis中输入新值，都会触发新任务的执行。。

好了，经过这个实战内容，你应该对asyncio的实际应用有了一个更深刻的认识了，至此，你已经可以使用asyncio来实现任务的并发。快去体验一下。如果有什么疑问，请在后台加我微信与我联系。。