Python 高级编程 | IO 模型和协程，你必须知道的知识

2023-10-20 08:01:16

IO 模型和协程：掌握 Python 高级编程中的关键概念

在当今快速发展的数字时代，软件开发人员必须掌握各种先进的技术来创建高效、健壮的应用程序。Python，一种广受欢迎的编程语言，提供了广泛的工具和库，使开发人员能够构建复杂且可扩展的解决方案。其中最重要的概念之一就是 IO 模型和协程。

IO 模型：同步与异步

IO（输入/输出）模型定义了一个程序与外部资源（如文件、网络或数据库）进行交互的方式。在 Python 中，有两种主要的 IO 模型：

同步 IO 模型： 在这种模型中，当一个线程或进程执行 IO 操作时，它会阻塞，直到操作完成。这意味着在 IO 操作完成之前，线程或进程无法继续执行其他任务。
异步 IO 模型： 在异步 IO 模型中，当一个线程或进程执行 IO 操作时，它不会阻塞，而是可以继续执行其他任务。当 IO 操作完成时，系统会通知线程或进程，以便它可以继续处理 IO 操作的结果。

协程：暂停和恢复执行的函数

协程是一种可以暂停和恢复执行的函数。它就像一个生成器函数，但具有更强大的功能。协程可以与事件循环配合使用，从而实现异步 IO。当一个协程需要等待 IO 操作完成时，它可以暂停执行，而事件循环会继续执行其他任务。当 IO 操作完成时，事件循环会通知协程，以便它可以继续执行。

Python 中的协程实现

Python 中有多种实现协程的方法，其中最流行的是使用 asyncio 模块。asyncio 模块提供了丰富的 API，可以帮助你编写异步 IO 代码。

import asyncio

async def main():
    # 创建一个 TCP 服务器
    server = asyncio.start_server(handle_connection, '127.0.0.1', 8888)

    # 启动事件循环
    asyncio.run(server)

async def handle_connection(reader, writer):
    # 接收客户端数据
    data = await reader.read(1024)

    # 将数据写回客户端
    writer.write(data)

    # 关闭连接
    writer.close()