Співпрограми та завдання¶
У цьому розділі описано асинхронні API високого рівня для роботи з співпрограмами та завданнями.
Співпрограми¶
Coroutines declared with the async/await syntax is the preferred way of writing asyncio applications. For example, the following snippet of code (requires Python 3.7+) prints «hello», waits 1 second, and then prints «world»:
>>> import asyncio
>>> async def main():
... print('hello')
... await asyncio.sleep(1)
... print('world')
>>> asyncio.run(main())
hello
world
Зауважте, що простий виклик співпрограми не запланує її виконання:
>>> main()
<coroutine object main at 0x1053bb7c8>
To actually run a coroutine, asyncio provides three main mechanisms:
Функція
asyncio.run()
для запуску функції точки входу верхнього рівня «main()» (див. приклад вище).Очікування співпрограми. Наступний фрагмент коду надрукує «привіт» після очікування 1 секунду, а потім надрукує «світ» після очікування ще 2 секунди:
import asyncio import time async def say_after(delay, what): await asyncio.sleep(delay) print(what) async def main(): print(f"started at {time.strftime('%X')}") await say_after(1, 'hello') await say_after(2, 'world') print(f"finished at {time.strftime('%X')}") asyncio.run(main())
Очікуваний результат:
started at 17:13:52 hello world finished at 17:13:55
Функція
asyncio.create_task()
для одночасного запуску співпрограм як asyncioTasks
.Давайте змінимо наведений вище приклад і запустимо дві співпрограми
say_after
одночасно:async def main(): task1 = asyncio.create_task( say_after(1, 'hello')) task2 = asyncio.create_task( say_after(2, 'world')) print(f"started at {time.strftime('%X')}") # Wait until both tasks are completed (should take # around 2 seconds.) await task1 await task2 print(f"finished at {time.strftime('%X')}")
Зауважте, що очікуваний вихід тепер показує, що фрагмент працює на 1 секунду швидше, ніж раніше:
started at 17:14:32 hello world finished at 17:14:34
очікування¶
Ми кажемо, що об’єкт є очікуваним об’єктом, якщо його можна використовувати у виразі await
. Багато асинхронних API розроблено для прийняття очікуваних.
Існує три основних типи очікуваних об’єктів: співпрограми, Завдання та Ф’ючерси.
Співпрограми
Співпрограми Python є очікуваними, тому їх можна очікувати від інших співпрограм:
import asyncio
async def nested():
return 42
async def main():
# Nothing happens if we just call "nested()".
# A coroutine object is created but not awaited,
# so it *won't run at all*.
nested()
# Let's do it differently now and await it:
print(await nested()) # will print "42".
asyncio.run(main())
Важливо
У цій документації термін «співпрограма» може використовуватися для двох тісно пов’язаних понять:
співпрограма: функція
async def
;об’єкт співпрограми: об’єкт, повернутий викликом функції співпрограми.
asyncio also supports legacy generator-based coroutines.
завдання
Завдання використовуються для одночасного планування співпрограм.
Коли співпрограму загорнуто в Task із такими функціями, як asyncio.create_task()
, співпрограма автоматично планується для незабаром:
import asyncio
async def nested():
return 42
async def main():
# Schedule nested() to run soon concurrently
# with "main()".
task = asyncio.create_task(nested())
# "task" can now be used to cancel "nested()", or
# can simply be awaited to wait until it is complete:
await task
asyncio.run(main())
Ф’ючерси
Future
— це спеціальний низькорівневий очікуваний об’єкт, який представляє кінцевий результат асинхронної операції.
Коли об’єкт Future очікується, це означає, що співпрограма чекатиме, поки Future не буде дозволено в іншому місці.
Майбутні об’єкти в asyncio потрібні для того, щоб код на основі зворотного виклику використовувався з async/await.
Зазвичай немає необхідності створювати об’єкти Future на рівні програми.
Майбутні об’єкти, іноді доступні бібліотеками та деякими асинхронними API, можна очікувати:
async def main():
await function_that_returns_a_future_object()
# this is also valid:
await asyncio.gather(
function_that_returns_a_future_object(),
some_python_coroutine()
)
Хорошим прикладом функції низького рівня, яка повертає об’єкт Future, є loop.run_in_executor()
.
Running an asyncio Program¶
-
asyncio.
run
(coro, *, debug=False)¶ Execute the coroutine coro and return the result.
This function runs the passed coroutine, taking care of managing the asyncio event loop and finalizing asynchronous generators.
This function cannot be called when another asyncio event loop is running in the same thread.
If debug is
True
, the event loop will be run in debug mode.This function always creates a new event loop and closes it at the end. It should be used as a main entry point for asyncio programs, and should ideally only be called once.
Приклад:
async def main(): await asyncio.sleep(1) print('hello') asyncio.run(main())
Нове в версії 3.7.
Примітка
The source code for
asyncio.run()
can be found in Lib/asyncio/runners.py.
Створення завдань¶
-
asyncio.
create_task
(coro, *, name=None)¶ Загорніть coro coroutine в
Task
і заплануйте його виконання. Повернути об’єкт Task.Якщо name не є
None
, воно встановлюється як назва завдання за допомогоюTask.set_name()
.Завдання виконується в циклі, який повертає
get_running_loop()
,RuntimeError
виникає, якщо в поточному потоці немає запущеного циклу.This function has been added in Python 3.7. Prior to Python 3.7, the low-level
asyncio.ensure_future()
function can be used instead:async def coro(): ... # In Python 3.7+ task = asyncio.create_task(coro()) ... # This works in all Python versions but is less readable task = asyncio.ensure_future(coro()) ...
Нове в версії 3.7.
Змінено в версії 3.8: Added the
name
parameter.
спить¶
-
coroutine
asyncio.
sleep
(delay, result=None, *, loop=None)¶ Блокувати на затримку секунд.
Якщо надано результат, він повертається абоненту після завершення співпрограми.
sleep()
завжди призупиняє поточне завдання, дозволяючи виконувати інші завдання.Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.10: The loop parameter.
Приклад співпрограми, що відображає поточну дату кожну секунду протягом 5 секунд:
import asyncio import datetime async def display_date(): loop = asyncio.get_running_loop() end_time = loop.time() + 5.0 while True: print(datetime.datetime.now()) if (loop.time() + 1.0) >= end_time: break await asyncio.sleep(1) asyncio.run(display_date())
Одночасне виконання завдань¶
-
awaitable
asyncio.
gather
(*aws, loop=None, return_exceptions=False)¶ Запустіть waitable objects у послідовності aws одночасно.
Якщо будь-який awaitable у aws є співпрограмою, він автоматично запланований як завдання.
Якщо всі очікування виконано успішно, результатом буде зведений список повернутих значень. Порядок значень результатів відповідає порядку очікуваних значень у aws.
Якщо return_exceptions має значення
False
(за замовчуванням), перший викликаний виняток негайно поширюється на завдання, яке очікує наgather()
. Інші очікування в послідовності aws не будуть скасовані і продовжуватимуть працювати.Якщо return_exceptions має значення
True
, винятки обробляються так само, як успішні результати, і агрегуються в списку результатів.Якщо
gather()
скасовано, усі надіслані очікування (які ще не завершені) також скасуються.Якщо будь-яке завдання або майбутнє з послідовності aws скасовано, воно розглядається як викликане
CancelledError
– у цьому випадку викликgather()
не скасовується . Це робиться для того, щоб запобігти скасуванню одного поданого Завдання/Майбутнього, що спричинить скасування інших Завдань/Ф’ючерсів.Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.10: The loop parameter.
Приклад:
import asyncio async def factorial(name, number): f = 1 for i in range(2, number + 1): print(f"Task {name}: Compute factorial({i})...") await asyncio.sleep(1) f *= i print(f"Task {name}: factorial({number}) = {f}") async def main(): # Schedule three calls *concurrently*: await asyncio.gather( factorial("A", 2), factorial("B", 3), factorial("C", 4), ) asyncio.run(main()) # Expected output: # # Task A: Compute factorial(2)... # Task B: Compute factorial(2)... # Task C: Compute factorial(2)... # Task A: factorial(2) = 2 # Task B: Compute factorial(3)... # Task C: Compute factorial(3)... # Task B: factorial(3) = 6 # Task C: Compute factorial(4)... # Task C: factorial(4) = 24
Примітка
If return_exceptions is False, cancelling gather() after it has been marked done won’t cancel any submitted awaitables. For instance, gather can be marked done after propagating an exception to the caller, therefore, calling
gather.cancel()
after catching an exception (raised by one of the awaitables) from gather won’t cancel any other awaitables.Змінено в версії 3.7: Якщо сам gather скасовано, скасування поширюється незалежно від return_exceptions.
Захист від скасування¶
-
awaitable
asyncio.
shield
(aw, *, loop=None)¶ Захист очікуваного об’єкта від
скасування
.Якщо aw є співпрограмою, вона автоматично запланована як завдання.
Заява:
res = await shield(something())
еквівалентно:
res = await something()
за винятком того, що якщо співпрограму, яка містить його, скасовується, Завдання, що виконується в
something()
, не скасовується. З точки зоруsomething()
, скасування не відбулося. Хоча його виклик все ще скасовано, тому вираз «чекати» все ще викликаєCancelledError
.Якщо
something()
скасовано іншими засобами (тобто зсередини), це також скасуєshield()
.Якщо потрібно повністю ігнорувати скасування (не рекомендовано), функцію
shield()
слід поєднати з реченням try/except, як показано нижче:try: res = await shield(something()) except CancelledError: res = None
Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.10: The loop parameter.
Тайм-аути¶
-
coroutine
asyncio.
wait_for
(aw, timeout, *, loop=None)¶ Зачекайте, поки aw awaitable завершиться з тайм-аутом.
Якщо aw є співпрограмою, вона автоматично запланована як завдання.
timeout може бути або
None
, або числом секунд для очікування з плаваючою точкою або int. Якщо timeout має значенняNone
, блокуйте до завершення майбутнього.If a timeout occurs, it cancels the task and raises
asyncio.TimeoutError
.Щоб уникнути завдання
скасування
, загорніть його вshield()
.The function will wait until the future is actually cancelled, so the total wait time may exceed the timeout.
Якщо очікування скасовується, майбутнє aw також скасовується.
Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.10: The loop parameter.
Приклад:
async def eternity(): # Sleep for one hour await asyncio.sleep(3600) print('yay!') async def main(): # Wait for at most 1 second try: await asyncio.wait_for(eternity(), timeout=1.0) except asyncio.TimeoutError: print('timeout!') asyncio.run(main()) # Expected output: # # timeout!
Змінено в версії 3.7: When aw is cancelled due to a timeout,
wait_for
waits for aw to be cancelled. Previously, it raisedasyncio.TimeoutError
immediately.
Очікування примітивів¶
-
coroutine
asyncio.
wait
(aws, *, loop=None, timeout=None, return_when=ALL_COMPLETED)¶ Run awaitable objects in the aws iterable concurrently and block until the condition specified by return_when.
Повертає два набори Tasks/Futures:
(done, pending)
.Використання:
done, pending = await asyncio.wait(aws)
timeout (float або int), якщо вказано, можна використовувати для керування максимальною кількістю секунд очікування перед поверненням.
Note that this function does not raise
asyncio.TimeoutError
. Futures or Tasks that aren’t done when the timeout occurs are simply returned in the second set.return_when вказує, коли ця функція має повернутися. Це має бути одна з таких констант:
Постійний
опис
FIRST_COMPLETED
Функція повернеться, коли будь-який майбутній завершиться або буде скасовано.
FIRST_EXCEPTION
The function will return when any future finishes by raising an exception. If no future raises an exception then it is equivalent to
ALL_COMPLETED
.ALL_COMPLETED
Функція повернеться, коли всі ф’ючерси закінчаться або будуть скасовані.
На відміну від
wait_for()
,wait()
не скасовує ф’ючерси, коли настає тайм-аут.Застаріло починаючи з версії 3.8: If any awaitable in aws is a coroutine, it is automatically scheduled as a Task. Passing coroutines objects to
wait()
directly is deprecated as it leads to confusing behavior.Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.10: The loop parameter.
Примітка
wait()
schedules coroutines as Tasks automatically and later returns those implicitly created Task objects in(done, pending)
sets. Therefore the following code won’t work as expected:async def foo(): return 42 coro = foo() done, pending = await asyncio.wait({coro}) if coro in done: # This branch will never be run!
Here is how the above snippet can be fixed:
async def foo(): return 42 task = asyncio.create_task(foo()) done, pending = await asyncio.wait({task}) if task in done: # Everything will work as expected now.
Застаріло починаючи з версії 3.8: Passing coroutine objects to
wait()
directly is deprecated.
-
asyncio.
as_completed
(aws, *, loop=None, timeout=None)¶ Run awaitable objects in the aws iterable concurrently. Return an iterator of coroutines. Each coroutine returned can be awaited to get the earliest next result from the iterable of the remaining awaitables.
Raises
asyncio.TimeoutError
if the timeout occurs before all Futures are done.Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.10: The loop parameter.
Приклад:
for coro in as_completed(aws): earliest_result = await coro # ...
Планування з інших потоків¶
-
asyncio.
run_coroutine_threadsafe
(coro, loop)¶ Надішліть співпрограму в заданий цикл подій. Ниткобезпечний.
Поверніть
concurrent.futures.Future
, щоб дочекатися результату від іншого потоку ОС.Цю функцію призначено для виклику з потоку ОС, відмінного від того, у якому виконується цикл подій. Приклад:
# Create a coroutine coro = asyncio.sleep(1, result=3) # Submit the coroutine to a given loop future = asyncio.run_coroutine_threadsafe(coro, loop) # Wait for the result with an optional timeout argument assert future.result(timeout) == 3
Якщо в співпрограмі виникає виняток, буде повідомлено про повернутий Future. Його також можна використовувати для скасування завдання в циклі подій:
try: result = future.result(timeout) except asyncio.TimeoutError: print('The coroutine took too long, cancelling the task...') future.cancel() except Exception as exc: print(f'The coroutine raised an exception: {exc!r}') else: print(f'The coroutine returned: {result!r}')
Перегляньте розділ паралелізм і багатопотоковість документації.
На відміну від інших асинхронних функцій, ця функція вимагає явної передачі аргументу loop.
Нове в версії 3.5.1.
самоаналіз¶
-
asyncio.
current_task
(loop=None)¶ Повертає поточний екземпляр
Task
абоNone
, якщо жодне завдання не виконується.Якщо loop має значення
None
get_running_loop()
використовується для отримання поточного циклу.Нове в версії 3.7.
-
asyncio.
all_tasks
(loop=None)¶ Повертає набір ще не завершених об’єктів
Task
, які виконуються циклом.Якщо loop має значення
None
,get_running_loop()
використовується для отримання поточного циклу.Нове в версії 3.7.
Об’єкт завдання¶
-
class
asyncio.
Task
(coro, *, loop=None, name=None)¶ Об’єкт
подібний до майбутнього
, який запускає сопрограму Python. Небезпечно для потоків.Завдання використовуються для виконання співпрограм у циклах подій. Якщо співпрограма очікує на Future, Завдання призупиняє виконання співпрограми та чекає завершення Future. Коли Future done, виконання загорнутої співпрограми відновлюється.
Цикли подій використовують кооперативне планування: цикл подій виконує одне завдання за раз. Поки Завдання очікує завершення Майбутнього, цикл подій запускає інші Завдання, зворотні виклики або виконує операції введення-виведення.
Використовуйте функцію високого рівня
asyncio.create_task()
для створення завдань або функції низького рівняloop.create_task()
абоensure_future()
. Не рекомендується створювати завдання вручну.Щоб скасувати запущене завдання, використовуйте метод
cancel()
. Його виклик призведе до того, що завдання створить винятокCancelledError
у загорнутій співпрограмі. Якщо співпрограма очікує на об’єкті Future під час скасування, об’єкт Future буде скасовано.cancelled()
можна використовувати, щоб перевірити, чи було скасовано завдання. Метод повертаєTrue
, якщо загорнута співпрограма не придушила винятокCancelledError
і була фактично скасована.asyncio.Task
успадковує відFuture
усі його API, крімFuture.set_result()
іFuture.set_exception()
.Tasks support the
contextvars
module. When a Task is created it copies the current context and later runs its coroutine in the copied context.Змінено в версії 3.7: Додано підтримку модуля
contextvars
.Змінено в версії 3.8: Added the
name
parameter.Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.10: The loop parameter.
-
cancel
()¶ Вимагайте скасування Завдання.
Це організовує виняток
CancelledError
, який буде створено в загорнутій співпрограмі в наступному циклі циклу подій.The coroutine then has a chance to clean up or even deny the request by suppressing the exception with a
try
… …except CancelledError
…finally
block. Therefore, unlikeFuture.cancel()
,Task.cancel()
does not guarantee that the Task will be cancelled, although suppressing cancellation completely is not common and is actively discouraged.Наступний приклад ілюструє, як співпрограми можуть перехопити запит на скасування:
async def cancel_me(): print('cancel_me(): before sleep') try: # Wait for 1 hour await asyncio.sleep(3600) except asyncio.CancelledError: print('cancel_me(): cancel sleep') raise finally: print('cancel_me(): after sleep') async def main(): # Create a "cancel_me" Task task = asyncio.create_task(cancel_me()) # Wait for 1 second await asyncio.sleep(1) task.cancel() try: await task except asyncio.CancelledError: print("main(): cancel_me is cancelled now") asyncio.run(main()) # Expected output: # # cancel_me(): before sleep # cancel_me(): cancel sleep # cancel_me(): after sleep # main(): cancel_me is cancelled now
-
cancelled
()¶ Повертає
True
, якщо завдання скасовано.Завдання скасовується, коли запит на скасування надійшов за допомогою
cancel()
, а загорнута співпрограма поширила виняткову ситуаціюCancelledError
, яка виникла в ній.
-
done
()¶ Повертає
True
, якщо завдання виконано.Завдання вважається виконаним, коли загорнута співпрограма або повернула значення, викликала виняток, або завдання було скасовано.
-
result
()¶ Повернути результат Завдання.
Якщо завдання виконано, повертається результат загорнутої співпрограми (або якщо співпрограма викликала виняток, цей виняток викликається повторно).
Якщо завдання було скасовано, цей метод викликає виняток
CancelledError
.If the Task’s result isn’t yet available, this method raises a
InvalidStateError
exception.
-
exception
()¶ Повернути виняток Завдання.
Якщо загорнута співпрограма викликала виняток, цей виняток повертається. Якщо загорнута співпрограма повертає нормальний результат, цей метод повертає
None
.Якщо завдання було скасовано, цей метод викликає виняток
CancelledError
.Якщо завдання ще не виконано, цей метод викликає виняток
InvalidStateError
.
-
add_done_callback
(callback, *, context=None)¶ Додайте зворотний виклик, який буде запущено, коли Завдання виконано.
Цей метод слід використовувати лише в низькорівневому коді на основі зворотного виклику.
Перегляньте документацію
Future.add_done_callback()
для отримання додаткової інформації.
-
remove_done_callback
(callback)¶ Видалити callback зі списку зворотних викликів.
Цей метод слід використовувати лише в низькорівневому коді на основі зворотного виклику.
Перегляньте документацію
Future.remove_done_callback()
для отримання додаткової інформації.
-
get_stack
(*, limit=None)¶ Повернути список фреймів стека для цього завдання.
Якщо загорнуту співпрограму не виконано, це повертає стек, де він був призупинений. Якщо співпрограма завершилася успішно або була скасована, повертається порожній список. Якщо співпрограму було припинено через виняток, повертається список кадрів трасування.
Рамки завжди впорядковуються від найстаріших до найновіших.
Для призупиненої співпрограми повертається лише один кадр стека.
Необов’язковий аргумент limit встановлює максимальну кількість кадрів для повернення; за замовчуванням повертаються всі доступні кадри. Порядок поверненого списку відрізняється залежно від того, повертається стек чи трасування: повертаються найновіші кадри стеку, але повертаються найстаріші кадри трасування. (Це відповідає поведінці модуля відстеження.)
-
print_stack
(*, limit=None, file=None)¶ Роздрукуйте стек або відстеження для цього завдання.
Це створює вихідні дані, подібні до результатів модуля трасування для кадрів, отриманих
get_stack()
.Аргумент limit передається безпосередньо в
get_stack()
.The file argument is an I/O stream to which the output is written; by default output is written to
sys.stderr
.
-
get_name
()¶ Повернути назву завдання.
Якщо Завданню не було явно призначено ім’я, реалізація асинхронного Завдання за замовчуванням генерує ім’я за замовчуванням під час створення екземпляра.
Нове в версії 3.8.
-
set_name
(value)¶ Встановіть назву завдання.
Аргументом value може бути будь-який об’єкт, який потім перетворюється на рядок.
У реалізації Task за замовчуванням ім’я буде видно у виводі
repr()
об’єкта task.Нове в версії 3.8.
-
classmethod
all_tasks
(loop=None)¶ Return a set of all tasks for an event loop.
By default all tasks for the current event loop are returned. If loop is
None
, theget_event_loop()
function is used to get the current loop.Deprecated since version 3.7, will be removed in version 3.9: Do not call this as a task method. Use the
asyncio.all_tasks()
function instead.
-
classmethod
current_task
(loop=None)¶ Return the currently running task or
None
.If loop is
None
, theget_event_loop()
function is used to get the current loop.Deprecated since version 3.7, will be removed in version 3.9: Do not call this as a task method. Use the
asyncio.current_task()
function instead.
-
Generator-based Coroutines¶
Примітка
Support for generator-based coroutines is deprecated and is scheduled for removal in Python 3.10.
Generator-based coroutines predate async/await syntax. They are
Python generators that use yield from
expressions to await
on Futures and other coroutines.
Generator-based coroutines should be decorated with
@asyncio.coroutine
, although this is not
enforced.
-
@
asyncio.
coroutine
¶ Decorator to mark generator-based coroutines.
This decorator enables legacy generator-based coroutines to be compatible with async/await code:
@asyncio.coroutine def old_style_coroutine(): yield from asyncio.sleep(1) async def main(): await old_style_coroutine()
This decorator should not be used for
async def
coroutines.Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.10: Use
async def
instead.
-
asyncio.
iscoroutine
(obj)¶ Return
True
if obj is a coroutine object.This method is different from
inspect.iscoroutine()
because it returnsTrue
for generator-based coroutines.
-
asyncio.
iscoroutinefunction
(func)¶ Return
True
if func is a coroutine function.This method is different from
inspect.iscoroutinefunction()
because it returnsTrue
for generator-based coroutine functions decorated with@coroutine
.