Python 协程

萧曵丶

396人浏览 · 2026-03-12 13:52:48

萧曵丶 · 2026-03-12 13:52:48 发布

一、什么是协程？

一句话定义

协程 = 可以暂停 / 恢复的函数 + 单线程内实现并发

不需要多线程、多进程
由用户自己控制切换，不是操作系统切换
极轻量、无切换开销、高并发性能极强

通俗比喻

你在烧水：

同步：等着水开 → 啥也不干
多线程：再叫一个人盯着水
协程：水在烧，你去切菜 → 水快开了再回来

协程就是：一个人同时干多件事，遇到等待就切换！

二、协程的核心优势

极高并发：单线程可跑上万协程
极轻量：一个协程只需几 KB 内存
无锁竞争：单线程执行，不用加锁
切换极快：用户态切换，比线程快 100 倍
适合 I/O 密集型：网络请求、文件读写、数据库

三、Python 协程发展史（一句话）

生成器（yield）→ 实现基础协程
asyncio + async/await → 现代协程（Python 3.7+）

现在只用学：async /await

四、协程核心关键字（必背）

async：定义一个协程函数
await：暂停当前协程，等待异步操作完成
asyncio：Python 官方异步库，运行协程

五、最简单协程示例（入门必看）

import asyncio

# 1. 定义协程函数（async 声明）
async def hello():
    print("开始")
    # 2. await 暂停，等待异步睡眠
    await asyncio.sleep(1)
    print("结束")

# 3. 运行协程
asyncio.run(hello())

六、真正的并发（同时运行多个任务）

协程的威力在这里！

import asyncio

async def task(name, t):
    print(f"任务 {name} 开始，等待 {t}s")
    await asyncio.sleep(t)  # 模拟 I/O 等待
    print(f"任务 {name} 完成")

async def main():
    # 创建 3 个并发任务
    t1 = task("A", 1)
    t2 = task("B", 2)
    t3 = task("C", 3)

    # 并发执行（总耗时 ≈ 3s，不是 1+2+3=6s！）
    await asyncio.gather(t1, t2, t3)

asyncio.run(main())

结果

总耗时 3 秒，不是 6 秒！这就是协程并发。

七、协程运行原理（超级重要）

async 定义的函数 不会直接运行，返回协程对象
await 时：
- 暂停当前协程
- 去执行别的协程
- 等待结束后自动回来继续
由 asyncio 事件循环统一调度

协程切换 = 函数暂停与恢复，没有线程开销！

八、协程常用方法

1）并发运行多个任务（最常用）

await asyncio.gather(t1, t2, t3)

2）创建后台任务（手动创建）

task = asyncio.create_task(coro())

3）超时控制

await asyncio.wait_for(task(), timeout=3)

4）屏蔽取消

await asyncio.shield(task())

九、协程实战案例

案例 1：异步爬虫（高并发）

import asyncio
import aiohttp

async def fetch(url):
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(url) as resp:
            print(f"{url} {resp.status}")

async def main():
    urls = ["https://www.baidu.com"] * 5
    tasks = [fetch(url) for url in urls]
    await asyncio.gather(*tasks)

asyncio.run(main())

案例 2：异步读写文件

import aiofiles

async def read_file():
    async with aiofiles.open("test.txt") as f:
        return await f.read()

十、同步 VS 多线程 VS 协程

表格

方式	开销	切换	并发	适合
同步	低	无	无	简单逻辑
多线程	高	OS 切换	中	CPU 密集
协程	极低	用户切换	极高	I/O 密集

结论：网络请求、爬虫、API 服务 → 必须用协程！

十一、常见误区

普通函数不能用 await
协程不能直接调用，必须用 asyncio.run ()
同步库不能在协程里用（如 requests、time.sleep）
- 网络用 aiohttp
- 睡眠用 asyncio.sleep

十二、协程终极总结（背会就精通）

async def 定义协程函数
await 暂停等待异步操作
asyncio 运行与调度
单线程、高并发、无锁、极轻量
I/O 密集型场景神器

最强协程模板（直接复制用）

import asyncio

async def do_something():
    # 异步操作
    await asyncio.sleep(1)
    return "ok"

async def main():
    res = await do_something()
    print(res)

asyncio.run(main())