Desarrollando con asyncio

La programación asincrónica es diferente a la programación «secuencial» clásica.

Esta página enumera errores y trampas comunes y explica cómo evitarlos.

Modo depuración

Por defecto asyncio se ejecuta en modo producción. Para facilitar el desarrollo asyncio tiene un modo depuración.

Hay varias maneras de habilitar el modo depuración de asyncio:

Además de habilitar el modo depuración, considere también:

  • definir el nivel de log del asyncio logger a logging.DEBUG, por ejemplo el siguiente fragmento de código puede ser ejecutado al inicio de la aplicación:

    logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

  • configurando el módulo warnings para mostrar advertencias ResourceWarning. Una forma de hacerlo es usando la opción -W default de la línea de comandos.

Cuando el modo depuración está habilitado:

  • asyncio comprueba las corrutinas que no son esperadas y las registra; esto mitiga la dificultad de las «esperas olvidadas».

  • Muchas APIs asyncio que no son seguras para hilos (como los métodos loop.call_soon() y loop.call_at()) generan una excepción si son llamados desde un hilo equivocado.

  • El tiempo de ejecución del selector E/S es registrado si tarda demasiado tiempo en realizar una operación E/S.

  • Los callbacks que tardan más de 100ms son registrados. El atributo loop.slow_callback_duration puede ser usado para definir la duración mínima de ejecución en segundos que se considere como «lenta».

Concurrencia y multihilo

Un bucle de eventos se ejecuta en un hilo (generalmente el hilo principal) y ejecuta todos los callbacks y las Tareas en su hilo. Mientras una Tarea está ejecutándose en el bucle de eventos, ninguna otra Tarea puede ejecutarse en el mismo hilo. Cuando una Tarea ejecuta una expresión await, la Tarea en ejecución se suspende y el bucle de eventos ejecuta la siguiente Tarea.

Para programar un callback desde otro hilo del SO, se debe usar el método loop.call_soon_threadsafe(). Ejemplo:

loop.call_soon_threadsafe(callback, *args)

Casi ningún objeto asyncio es seguro entre hilos (thread safe), lo cual generalmente no es un problema a no ser que haya código que trabaje con ellos desde fuera de una Tarea o un callback. Si tal código necesita llamar a la API de asyncio de bajo nivel, se debe usar el método loop.call_soon_threadsafe(), por ejemplo:

loop.call_soon_threadsafe(fut.cancel)

Para programar un objeto de corrutina desde una hilo diferente del sistema operativo se debe usar la función run_coroutine_threadsafe(). Esta retorna un concurrent.futures.Future para acceder al resultado:

async def coro_func():
     return await asyncio.sleep(1, 42)

# Later in another OS thread:

future = asyncio.run_coroutine_threadsafe(coro_func(), loop)
# Wait for the result:
result = future.result()

Para manejar señales el bucle de eventos debe ser ejecutado en el hilo principal.

El método loop.run_in_executor() puede ser usado con un concurrent.futures.ThreadPoolExecutor para ejecutar código bloqueante en un hilo diferente del sistema operativo sin bloquear el hilo del sistema operativo en el que el bucle de eventos está siendo ejecutado.

Actualmente no hay forma de programar corrutinas o retrollamadas directamente desde un proceso diferente (como uno que haya comenzado con multiprocessing). La sección Métodos del bucle de eventos enumera las API que pueden leer desde tuberías y descriptores de archivos sin bloquear el bucle de eventos. Además, las API Subprocess de asyncio proporcionan una forma de iniciar un proceso y comunicarse con él desde el bucle de eventos. Por último, el método loop.run_in_executor() mencionado anteriormente también se puede usar con un concurrent.futures.ProcessPoolExecutor para ejecutar código en un proceso diferente.

Ejecutando código bloqueante

Código bloqueante (dependiente de la CPU) no debe ser ejecutado directamente. Por ejemplo, si una función realiza un cálculo intensivo de CPU durante 1 segundo, todas las Tareas y operaciones de Entrada/Salida (IO) concurrentes se retrasarían 1 segundo.

Un ejecutor puede ser usado para ejecutar una tarea en un hilo diferente o incluso en un proceso diferente para evitar bloquear el hilo del sistema operativo con el bucle de eventos. Consulte el método loop.run_in_executor() para más detalles.

Logueando

asyncio usa el módulo logging y todo el logueo es realizado mediante el logger "asyncio".

El nivel de log por defecto es logging.INFO, el cual puede ser fácilmente ajustado:

logging.getLogger("asyncio").setLevel(logging.WARNING)

Loguear por la red puede bloquear el bucle de eventos. Se recomienda usar un subproceso separado para manejar registros o usar sin bloqueo IO. Por ejemplo, consulte Tratar con gestores que bloquean.

Detectar corrutinas no esperadas

Cuando una función de corrutina es invocada, pero no esperada (por ejemplo coro() en lugar de await coro()) o la corrutina no es programada con asyncio.create_task(), asyncio emitirá una RuntimeWarning:

import asyncio

async def test():
    print("never scheduled")

async def main():
    test()

asyncio.run(main())

Salida:

test.py:7: RuntimeWarning: coroutine 'test' was never awaited
  test()

Salida en modo depuración:

test.py:7: RuntimeWarning: coroutine 'test' was never awaited
Coroutine created at (most recent call last)
  File "../t.py", line 9, in <module>
    asyncio.run(main(), debug=True)

  < .. >

  File "../t.py", line 7, in main
    test()
  test()

La solución habitual es esperar la corrutina o llamar a la función asyncio.create_task():

async def main():
    await test()

Detectar excepciones nunca recuperadas

Si un Future.set_exception() es invocado pero el objeto Futuro nunca es esperado, la excepción nunca será propagada al código del usuario. En este caso, asyncio emitiría un mensaje de registro cuando el objeto Futuro fuera recolectado como basura.

Ejemplo de una excepción no manejada:

import asyncio

async def bug():
    raise Exception("not consumed")

async def main():
    asyncio.create_task(bug())

asyncio.run(main())

Salida:

Task exception was never retrieved
future: <Task finished coro=<bug() done, defined at test.py:3>
  exception=Exception('not consumed')>

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 4, in bug
    raise Exception("not consumed")
Exception: not consumed

Habilita el modo depuración para obtener el seguimiento de pila (traceback) donde la tarea fue creada:

asyncio.run(main(), debug=True)

Salida en modo depuración:

Task exception was never retrieved
future: <Task finished coro=<bug() done, defined at test.py:3>
    exception=Exception('not consumed') created at asyncio/tasks.py:321>

source_traceback: Object created at (most recent call last):
  File "../t.py", line 9, in <module>
    asyncio.run(main(), debug=True)

< .. >

Traceback (most recent call last):
  File "../t.py", line 4, in bug
    raise Exception("not consumed")
Exception: not consumed