18.5.9. Develop with asyncio¶

异步编程不同于经典的顺序编程。本页列出了常见的陷阱，并解释了如何避免它们。

18.5.9.1. Debug mode of asyncio¶

asyncio的实现是为了性能而编写的。为了简化异步代码的开发，您可以启用调试模式。

要为应用程序启用所有调试检查：

通过将环境变量 PYTHONASYNCIODEBUG设置为1或通过调用AbstractEventLoop.set_debug()
将asyncio logger的日志级别设置为logging.DEBUG。例如，在启动时调用logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)。
配置warnings模块以显示ResourceWarning警告。例如，使用Python的-Wdefault命令行选项显示它们。

示例调试检查：

日志coroutines defined but never “yielded from”生成
call_soon()和call_at()方法如果从错误的线程调用，则引发异常。
记录选择器的执行时间
日志回调需要超过100毫秒才能执行。AbstractEventLoop.slow_callback_duration属性是“慢”回调的最小持续时间（以秒为单位）。
ResourceWarning警告是在传输和事件循环not closed explicitly时发出的。

也可以看看

AbstractEventLoop.set_debug()方法和asyncio logger。

18.5.9.2. Cancellation¶

取消任务在经典编程中不常见。在异步编程中，不仅它是常见的，但你必须准备你的代码来处理它。

可以使用Future.cancel()方法显式取消Future和Task。当超时发生时，wait_for()函数取消等待的任务。还有许多其他情况下，任务可以间接取消。

如果Future被取消，请不要调用Future的set_result()或set_exception()例如，写：

if not fut.cancelled():
    fut.set_result('done')

不要使用AbstractEventLoop.call_soon()直接调用set_result()或set_exception()

如果你等待未来，你应该早点检查，如果未来被取消，以避免无用的操作。例：

@coroutine
def slow_operation(fut):
    if fut.cancelled():
        return
    # ... slow computation ...
    yield from fut
    # ...

shield()函数也可用于忽略取消。

18.5.9.3. 并发和多线程¶

事件循环在线程中运行，并在同一线程中执行所有回调和任务。当任务在事件循环中运行时，没有其他任务在同一线程中运行。但是当任务使用yield 从时，任务将被挂起，事件循环执行下一个任务。

要计划不同线程的回调，应使用AbstractEventLoop.call_soon_threadsafe()方法。例：

loop.call_soon_threadsafe(callback, *args)

大多数asyncio对象不是线程安全的。你只需要担心如果你访问事件循环之外的对象。例如，要取消未来，请不要直接调用其Future.cancel()方法，但是：

loop.call_soon_threadsafe(fut.cancel)

为了处理信号和执行子进程，事件循环必须在主线程中运行。

要从不同的线程调度协程对象，应使用run_coroutine_threadsafe()函数。它返回concurrent.futures.Future以访问结果：

future = asyncio.run_coroutine_threadsafe(coro_func(), loop)
result = future.result(timeout)  # Wait for the result with a timeout

AbstractEventLoop.run_in_executor()方法可以与线程池执行程序一起使用，以在不同线程中执行回调，从而不阻塞事件循环的线程。

也可以看看

Synchronization primitives部分介绍了同步任务的方法。

Subprocess and threads节列出了从不同线程运行子进程的asyncio限制。

18.5.9.4. 正确处理阻塞函数¶

不应该直接调用阻塞函数。例如，如果功能块阻塞1秒钟，其他任务会延迟1秒钟，这对性能有重要影响。

对于网络和子进程，asyncio模块提供了高级API，如protocols。

执行器可用于在不同的线程中或甚至在不同的进程中运行任务，以不阻塞事件循环的线程。请参阅AbstractEventLoop.run_in_executor()方法。

也可以看看

Delayed calls部分详细说明事件循环如何处理时间。

18.5.9.5. 日志¶

asyncio模块使用记录器'asyncio'中的logging模块记录信息。

18.5.9.6. Detect coroutine objects never scheduled¶

当调用协程函数并且其结果未传递到ensure_future()或传递给AbstractEventLoop.create_task()方法时，协程对象的执行将永远被调度这可能是一个错误。Enable the debug mode of asyncio到log a warning以检测它。

示例与错误：

import asyncio

@asyncio.coroutine
def test():
    print("never scheduled")

test()

调试模式下的输出：

Coroutine test() at test.py:3 was never yielded from
Coroutine object created at (most recent call last):
  File "test.py", line 7, in <module>
    test()

修复是使用协调对象调用ensure_future()函数或AbstractEventLoop.create_task()方法。

也可以看看

Pending task destroyed。

18.5.9.7. Detect exceptions never consumed¶

Python通常在未处理的异常上调用sys.displayhook()。如果调用Future.set_exception()，但该异常从不消耗，则不会调用sys.displayhook()。相反，当未来被垃圾回收器删除时，发出a log is emitted，其中traceback引发异常。

未处理异常的示例：

import asyncio

@asyncio.coroutine
def bug():
    raise Exception("not consumed")

loop = asyncio.get_event_loop()
asyncio.ensure_future(bug())
loop.run_forever()
loop.close()

输出：

Task exception was never retrieved
future: <Task finished coro=<coro() done, defined at asyncio/coroutines.py:139> exception=Exception('not consumed',)>
Traceback (most recent call last):
  File "asyncio/tasks.py", line 237, in _step
    result = next(coro)
  File "asyncio/coroutines.py", line 141, in coro
    res = func(*args, **kw)
  File "test.py", line 5, in bug
    raise Exception("not consumed")
Exception: not consumed

Enable the debug mode of asyncio以获取创建任务的回溯。调试模式下的输出：

Task exception was never retrieved
future: <Task finished coro=<bug() done, defined at test.py:3> exception=Exception('not consumed',) created at test.py:8>
source_traceback: Object created at (most recent call last):
  File "test.py", line 8, in <module>
    asyncio.ensure_future(bug())
Traceback (most recent call last):
  File "asyncio/tasks.py", line 237, in _step
    result = next(coro)
  File "asyncio/coroutines.py", line 79, in __next__
    return next(self.gen)
  File "asyncio/coroutines.py", line 141, in coro
    res = func(*args, **kw)
  File "test.py", line 5, in bug
    raise Exception("not consumed")
Exception: not consumed

有不同的选项来解决这个问题。第一个选项是在另一个协程中链接协程，并使用经典的try / except：

@asyncio.coroutine
def handle_exception():
    try:
        yield from bug()
    except Exception:
        print("exception consumed")

loop = asyncio.get_event_loop()
asyncio.ensure_future(handle_exception())
loop.run_forever()
loop.close()

另一个选项是使用AbstractEventLoop.run_until_complete()函数：

task = asyncio.ensure_future(bug())
try:
    loop.run_until_complete(task)
except Exception:
    print("exception consumed")

也可以看看

Future.exception()方法。

18.5.9.8. Chain coroutines correctly¶

当协程函数调用其他协程函数和任务时，应使用yield 从显式链接它们。否则，不能保证执行是顺序的。

使用asyncio.sleep()来模拟慢操作的不同错误的示例：

import asyncio

@asyncio.coroutine
def create():
    yield from asyncio.sleep(3.0)
    print("(1) create file")

@asyncio.coroutine
def write():
    yield from asyncio.sleep(1.0)
    print("(2) write into file")

@asyncio.coroutine
def close():
    print("(3) close file")

@asyncio.coroutine
def test():
    asyncio.ensure_future(create())
    asyncio.ensure_future(write())
    asyncio.ensure_future(close())
    yield from asyncio.sleep(2.0)
    loop.stop()

loop = asyncio.get_event_loop()
asyncio.ensure_future(test())
loop.run_forever()
print("Pending tasks at exit: %s" % asyncio.Task.all_tasks(loop))
loop.close()

预期输出：

(1) create file
(2) write into file
(3) close file
Pending tasks at exit: set()

实际输出：

(3) close file
(2) write into file
Pending tasks at exit: {<Task pending create() at test.py:7 wait_for=<Future pending cb=[Task._wakeup()]>>}
Task was destroyed but it is pending!
task: <Task pending create() done at test.py:5 wait_for=<Future pending cb=[Task._wakeup()]>>

在create()完成之前，close()在write()之前被调用，顺序：create()，write()，close()。

要修正此示例，任务必须用yield 标记：

@asyncio.coroutine
def test():
    yield from asyncio.ensure_future(create())
    yield from asyncio.ensure_future(write())
    yield from asyncio.ensure_future(close())
    yield from asyncio.sleep(2.0)
    loop.stop()

或没有asyncio.ensure_future()：

@asyncio.coroutine
def test():
    yield from create()
    yield from write()
    yield from close()
    yield from asyncio.sleep(2.0)
    loop.stop()

18.5.9.9. Pending task destroyed¶

如果待处理的任务被销毁，则其包装的coroutine的执行未完成。这可能是一个错误，因此记录一个警告。

日志示例：

Task was destroyed but it is pending!
task: <Task pending coro=<kill_me() done, defined at test.py:5> wait_for=<Future pending cb=[Task._wakeup()]>>

Enable the debug mode of asyncio以获取创建任务的回溯。登录调试模式示例：

Task was destroyed but it is pending!
source_traceback: Object created at (most recent call last):
  File "test.py", line 15, in <module>
    task = asyncio.ensure_future(coro, loop=loop)
task: <Task pending coro=<kill_me() done, defined at test.py:5> wait_for=<Future pending cb=[Task._wakeup()] created at test.py:7> created at test.py:15>

也可以看看

Detect coroutine objects never scheduled。

18.5.9.10. Close transports and event loops¶

当不再需要传输时，调用其close()方法释放资源。事件循环也必须明确地关闭。

如果传输或事件循环未显式关闭，则会在其析构函数中发出ResourceWarning警告。默认情况下，忽略ResourceWarning警告。Debug mode of asyncio部分介绍如何显示它们。

18.5.9. Develop with asyncio¶

18.5.9.1. Debug mode of asyncio¶

18.5.9.2. Cancellation¶

18.5.9.3. 并发和多线程¶

18.5.9.4. 正确处理阻塞函数¶

18.5.9.5. 日志¶

18.5.9.6. Detect coroutine objects never scheduled¶

18.5.9.7. Detect exceptions never consumed¶

18.5.9.8. Chain coroutines correctly¶

18.5.9.9. Pending task destroyed¶

18.5.9.10. Close transports and event loops¶

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