Wie erreicht Pythons Asyncio asynchrone Programmierung?

Wie funktioniert Asyncio?

Asynchrone Programmierung in Python wird durch das Asyncio-Modul ermöglicht, das die Fähigkeiten von Generatoren und Erträgen nutzt .

Coroutinen mit Async und Warten

Asyncio nutzt Coroutinen, das sind Funktionen, die während der Ausführung angehalten und fortgesetzt werden können. In Python werden Coroutinen mit dem Schlüsselwort „async def“ definiert und sie nutzen das Schlüsselwort „await“, um von anderen Coroutinen abzuweichen.

Futures und Aufgaben

Futures sind Objekte, die implementieren die Methode __await__() und hält einen Zustand und ein Ergebnis. Aufgaben sind spezielle Futures, die sich um Coroutinen drehen und sowohl mit den inneren als auch mit den äußeren Coroutinen interagieren.

IO-Implementierung

Asynchrone IO wird durch die Verwendung von Ereignisschleifen und dem erreicht Auswahlfunktion, bereitgestellt vom zugrunde liegenden Betriebssystem. Ereignisschleifen verwalten eine Warteschlange von Aufgaben und koordinieren deren Ausführung.

Wenn eine Coroutine auf eine E/A-Operation wartet, beispielsweise den Empfang von Daten von einem Socket, registriert die entsprechende Aufgabe den Socket bei der Auswahlfunktion. Wenn der E/A-Vorgang abgeschlossen ist, aktiviert die Auswahlfunktion die Ereignisschleife, die wiederum die Aufgabe benachrichtigt und das Ergebnis der mit dem Socket verknüpften Zukunft auf „erledigt“ setzt.

Diese Ereignissequenz ermöglicht das Anhalten asynchroner Aufgaben ihre Ausführung während des Wartens auf IO-Vorgänge, und die Ereignisschleife wechselt nahtlos zu anderen wartenden Aufgaben, wodurch eine optimale Ressourcennutzung gewährleistet wird.

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