Python 中的 asyncio 和 websockets_python websocket asyncio

Python 中的 asyncio 和 websockets

这两天碰到了有关 websocket 开发的应用，使用的是 python 中的 websockets​ 来实现的。

因为大多数教学中的 websockets​ 使用异步方式工作，而 python 中的 websockets​ 是通过 asyncio​ 来实现异步操作的，而这两者在使用的时候往往由于教程过于简单，导致在面对一些复杂应用的时候自己会弄不清异步的处理逻辑。

因此记录一下 asyncio​ 和 websockets​ 工作的基本原理，便于以后使用两者开发更复杂的异步应用，或者理解复杂异步应用的逻辑。

引例

使用 websockets​​ 的一个经典例子如下所示：

# server.py
import asyncio
import websockets

async def on_message(websocket, path):
    async for message in websocket:
        print(f"收到消息: {message}")
        await websocket.send(f"你发送的消息是: {message}")

if __name__ == "__main__":
    host = "localhost"
    port = 8888
    asyncio.get_event_loop().run_until_complete(websockets.serve(on_message, host , port))
    asyncio.get_event_loop().run_forever()

# client.py
import asyncio
import websockets

async def hello(uri):
    async with websockets.connect(uri) as websocket:
        message = input("请输入消息: ")
        await websocket.send(message)
        response = await websocket.recv()
        print(f"服务器响应: {response}")

if __name__ == "__main__":
    host = "localhost"
    port = 8888
    asyncio.get_event_loop().run_until_complete(hello(f"ws://{host}:{port}))
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从表现看来上面的例子非常直观：服务端启动，客户端连接客户端，并向客户端发送消息，服务端接收后向客户端回传一个消息，结束。

那具体发生了什么呢？首先要从 asyncio​ 说起

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asyncio

​asyncio​​ 是 Python 3.6 引入的标准库内容 中用于实现异步编程的标准库，而协程则是异步编程中的一种核心概念。asyncio​​ 提供了一个事件循环（Event Loop），允许在单线程中执行多个协程，处理异步任务、事件和 I/O 操作。

协程本质上仍然是单线程，比较适合需要大量等待的任务（网络通讯、文件 IO 等），否则不能提升程序的效率。

协程

Python 3.5 之前协程主要是生成器协程，使用生成器定义，用 yield​ 关键字让出控制权，并且可以暂停和恢复。

Python 3.6 之后协程主要是函数协程，使用 async def​ 关键字定义的函数对象，用 await​ 关键字等待异步操作完成。

本着用新不用旧的原则，下面的提及的都是 Python 3.6 之后的用法，但函数协程本质上也能当成生成器看待，只是 python 解释器提供更高级的方法来控制运行。

注：await​ 之后只能接 awaitable​ 对象，python 原生提供三类 awaitable​ 对象：

• Coroutine - 协程，使用 async def​ 声明的异步函数
• Future - asyncio.Future​ 是一个实现了 awaitable​ 接口的对象，代表了一个异步操作的结果。可以使用 asyncio.ensure_future​ 或 asyncio.create_task​ 创建 Future​ 对象
• Task - asyncio.Task​ 是 Future​ 的子类，表示一个异步操作的执行。通常使用 asyncio.create_task​ 创建任务

另外，任何实现了 __await__​ 方法的类实例都是 awaitable​ 对象。

举个

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