怎么在Python中利用?Asyncio模塊實(shí)現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)消費(fèi)者模型

本文章向大家介紹怎么在Python中利用 Asyncio模塊實(shí)現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)消費(fèi)者模型的基本知識(shí)點(diǎn)總結(jié)和需要注意事項(xiàng)，具有一定的參考價(jià)值，需要的朋友可以參考一下。

Python主要用來(lái)做什么

Python主要應(yīng)用于：1、Web開(kāi)發(fā)；2、數(shù)據(jù)科學(xué)研究；3、網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)；4、嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)；5、游戲開(kāi)發(fā)；6、桌面應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

asyncio的關(guān)鍵字說(shuō)明

• event_loop事件循環(huán)：程序開(kāi)啟一個(gè)無(wú)限循環(huán)，把一些函數(shù)注冊(cè)到事件循環(huán)上，當(dāng)滿足事件發(fā)生的時(shí)候，調(diào)用相應(yīng)的協(xié)程函數(shù)

• coroutine協(xié)程：協(xié)程對(duì)象，指一個(gè)使用async關(guān)鍵字定義的函數(shù)，它的調(diào)用不會(huì)立即執(zhí)行函數(shù)，而是會(huì)返回一個(gè)協(xié)程對(duì)象，協(xié)程對(duì)象需要注冊(cè)到事件循環(huán)，由事件循環(huán)調(diào)用。

• task任務(wù)：一個(gè)協(xié)程對(duì)象就是一個(gè)原生可以掛起的函數(shù)，任務(wù)則是對(duì)協(xié)程進(jìn)一步封裝，其中包含了任務(wù)的各種狀態(tài)

• future:代表將來(lái)執(zhí)行或沒(méi)有執(zhí)行的任務(wù)結(jié)果。它和task上沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別

• async/await關(guān)鍵字:async定義一個(gè)協(xié)程，await用于掛起阻塞的異步調(diào)用接口，在python3.4是使用asyncio.coroutine/yield from

在設(shè)計(jì)模式中，生產(chǎn)消費(fèi)者模型占有非常重要的地位，這個(gè)模型在現(xiàn)實(shí)世界中也有很多有意思的對(duì)應(yīng)場(chǎng)景，比如做包子的人和吃包子的人，當(dāng)兩者速度不匹配時(shí)，就需要有一個(gè)模型來(lái)做匹配（偶合），實(shí)現(xiàn)做的包子都會(huì)依次消費(fèi)掉。

import asyncio

class ConsumerProducerModel:
  def __init__(self, producer, consumer, queue=asyncio.Queue(), plate_size=6): # the plate holds 6pcs bread
    self.queue = queue
    self.producer = producer
    self.consumer = consumer
    self.plate_size = plate_size

  async def produce_bread(self):
    for i in range(self.plate_size):
      bread = f"bread {i}"
      await asyncio.sleep(0.5) # bread makes faster, 0.5s/pc
      await self.queue.put(bread)
      print(f'{self.producer} makes {bread}')

  async def consume_bread(self):
    while True:
      bread = await self.queue.get()
      await asyncio.sleep(1) # eat slower, 1s/pc
      print(f'{self.consumer} eats {bread}')
      self.queue.task_done()

async def main():
  queue = asyncio.Queue()
  cp1 = ConsumerProducerModel("John", "Grace", queue) # group 1
  cp2 = ConsumerProducerModel("Mike", "Lucy", queue) # group 2

  producer_1 = cp1.produce_bread()
  producer_2 = cp2.produce_bread()

  consumer_1 = asyncio.ensure_future(cp1.consume_bread())
  consumer_2 = asyncio.ensure_future(cp2.consume_bread())

  await asyncio.gather(*[producer_1, producer_2])
  await queue.join()
  consumer_1.cancel()
  consumer_2.cancel()

if __name__ == '__main__':
  loop = asyncio.get_event_loop()
  loop.run_until_complete(main())
  loop.close()

生產(chǎn)消費(fèi)者模型可以使用多線程和隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)，這里選擇協(xié)程不僅是因?yàn)樾阅懿诲e(cuò)，而且整個(gè)下來(lái)邏輯清晰：

1. 先定義初始化的東西，要有個(gè)隊(duì)列，要有生產(chǎn)者，要有消費(fèi)者，要有裝面包的盤(pán)子大??；

2. 生產(chǎn)者：根據(jù)盤(pán)子大小生產(chǎn)出對(duì)應(yīng)的東西（面包），將東西放入盤(pán)子（queue）；

3. 消費(fèi)者：從盤(pán)子上取東西，每次取東西都是一個(gè)任務(wù)，每次任務(wù)完成，就標(biāo)記為task_done（調(diào)用函數(shù)）。在這個(gè)層面，一直循環(huán)；

4. 主邏輯：實(shí)例化生產(chǎn)消費(fèi)者模型對(duì)象，創(chuàng)建生產(chǎn)者協(xié)程，創(chuàng)建任務(wù)（ensure_future），收集協(xié)程結(jié)果，等待所有線程結(jié)束（join），手動(dòng)取消兩個(gè)消費(fèi)者協(xié)程；

5. 運(yùn)行：首先創(chuàng)建事件循環(huán)，然后進(jìn)入主邏輯，直到完成，關(guān)閉循環(huán)。

以上就是小編為大家?guī)?lái)的怎么在Python中利用 Asyncio模塊實(shí)現(xiàn)一個(gè)生產(chǎn)消費(fèi)者模型的全部?jī)?nèi)容了，希望大家多多支持億速云！