Python3.10：如何优雅将同步阻塞库转换为异步非阻塞模式？

异步编程：赋能现代 Python 软件开发

引言

现代软件开发中，异步并发编程的重要性与日俱增。它使程序能够高效地处理阻塞操作，如网络 I/O 和文件 I/O，避免因等待这些操作完成而导致程序停滞不前。而云存储文件传输场景正好涵盖了网络 I/O 和文件 I/O 操作。

Python 的异步革命

Python 作为高性能、可扩展应用程序开发的理想选择，已广为人知。然而，其传统上采用同步阻塞方式，这意味着程序在执行到阻塞操作时，必须等待其完成才能继续执行。这可能会导致程序停滞，尤其是在阻塞操作耗时较长时。

Python 3.10 突破了这一局限，引入了 async/await 特性。它使我们能够编写异步非阻塞代码，允许程序在等待阻塞操作完成时继续执行其他任务，极大地提高了程序的性能和可扩展性。

同步阻塞库向异步非阻塞模式的转变

方法

将同步阻塞库转换为异步非阻塞模式有多种途径：

• 第三方库： 如 asyncio-blocking-io。它提供一个函数，可将同步阻塞函数转换为异步非阻塞函数。
• Python 的 async/await 特性： 需要对库进行一定修改，但可提供更好的性能和可扩展性。

使用 asyncio-blocking-io 库

asyncio-blocking-io 库简单易用。只需将同步阻塞函数作为参数传递给 run_in_executor() 函数即可。

import asyncio
import asyncio_blocking_io

async def main():
    def blocking_function(x):
        time.sleep(1)
        return x * 2

    async_blocking_function = asyncio_blocking_io.run_in_executor(blocking_function)
    result = await async_blocking_function(10)
    print(result)

asyncio.run(main())

使用 Python 的 async/await 特性

Python 的 async/await 特性允许编写异步非阻塞代码，需要对库进行一些修改。

import asyncio

class AsyncBlockingClass:
    async def blocking_method(self, x):
        await asyncio.sleep(1)
        return x * 2

async def main():
    abc = AsyncBlockingClass()
    result = await abc.blocking_method(10)
    print(result)

asyncio.run(main())

两者的比较

asyncio-blocking-io 库简单易用，但可能存在性能问题。Python 的 async/await 特性性能更佳，但代码编写更为复杂。

结论

本文介绍了如何使用 Python 3.10 将同步阻塞库转换为异步非阻塞模式。两种方法各有优劣，具体选择取决于特定需求。

常见问题解答

1. 什么是异步编程？
   异步编程允许程序在等待阻塞操作完成时继续执行其他任务。

2. Python 的 async/await 特性有什么优势？
   它提供了更好的性能和可扩展性。

3. 如何将同步阻塞库转换为异步非阻塞模式？
   可以使用第三方库或 Python 的 async/await 特性。

4. asyncio-blocking-io 库和 Python 的 async/await 特性有何区别？
   asyncio-blocking-io 库更易于使用，但 async/await 特性性能更佳。

5. 何时使用异步编程？
   当程序包含阻塞操作，如网络 I/O 或文件 I/O，需要提高性能和可扩展性时。