异步大作战：协程、await、asyncio 浅尝

1. 什么是协程？

协程，也有人叫他微线程，是一种用户态内的上下文切换技术。简单说，就是一种能在单线程内实现多任务切换的技术，这种技术不是计算机提供的，是人为创造的。
比如：你一边蹲坑，一边玩手机，一边抽烟，同时进行多个任务！这就是协程的精髓。

2. 协程怎么用？

我们来看一下几种实现协程的方法。

2.1 使用 greenlet 库

这是一种早期的协程方案，不过用得比较少了。

from greenlet import greenlet

def func1():
    print(1) # 第二步
    gr2.switch() # 切换到func2
    print(2) # 第四步
	
def func2():
    print(3) # 第三步
    gr1.switch() # 切换到func1
    print(4) # 第五步

gr1 = greenlet(func1)
gr2 = greenlet(func2)

gr1.switch() # 第一步

2.2 使用 yield 关键字

yield是我们很熟悉的用来搞生成器的关键字，没错，这玩意就可以搞简单的协程来玩，这种方法相对直观，也比较容易理解。

def func1():
    yield 1
    yield from func2()
    yield 2

def func2():
    yield 3
    yield 4

f1 = func1()
# 别问为啥可以循环哟！
for item in f1:
    print(item)

# 输出 1、3、4、2

2.3 使用 asyncio 库

在 Python/ target=_blank class=infotextkey>Python 3.4 及以后版本，可以使用 asyncio 库来实现协程。

import asyncio

async def func1():
    print(1)
    # 遇到三上老师的网络 IO 请求
    awAIt asyncio.sleep(2) # 模拟IO耗时操作，开始切换到其他任务
    print(2)

async def func2():
    print(3)
    # 又遇到苍老师的网络IO请求
    await asyncio.sleep(2) # 切换
    print(4)

tasks = [
    asyncio.ensure_future(func1()),
    asyncio.ensure_future(func2())
]

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

上述代码中要注意的地方：遇到 IO 阻塞，会自动切换。

2.4 使用 async 和 await 关键字

Python 3.5 及以后版本引入了 async 和 await 关键字，更加简洁方便。

import asyncio

async def func1():
    print(1)
  # 又找三上老师的网络 IO 请求
    await asyncio.sleep(2)
    print(2)

async def func2():
    print(3)
   # ...网络IO请求
    await asyncio.sleep(2)
    print(4)

tasks = [
    asyncio.ensure_future(func1()),
    asyncio.ensure_future(func2())
]

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

归纳总结上面的例子，他们的共同步骤都是：

1. 定义协程函数：注意,协程函数的调用，获取到的是一个协程对象，而不是直接执行函数。

2. 在协程函数中进行异步操作

3. 创建事件循环（asyncio ）：使用 asyncio 创建一个事件循环对象， asyncio.get_event_loop() 获取事件循环实例。

4. 将协程函数添加到任务列表：将协程函数添加到任务列表中，等待事件循环调度执行。

5. 运行事件循环

总结起来，这些代码段都是通过异步编程实现协程，使多个任务能够在非阻塞的情况下并发执行。无论是使用 greenlet、yield、asyncio 还是 async/await，它们都基于协程的概念，以不同的方式来实现异步任务的调度和执行

3. 实战小栗子：异步下载图片

首先，让我们用普通的同步方式来下载图片。

import requests

def download_image(url):
    print("开始下载:", url)
    response = requests.get(url)
    print("下载完成")
    file_name = url.rsplit('_')[-1]
    with open(file_name, mode='wb') as f:
        f.write(response.content)

url_list = [
    'https://api.dujin.org/bing/1920.php',
    'https://api.dujin.org/bing/1920.php',
    'https://api.dujin.org/bing/1920.php'
]

for item in url_list:
    download_image(item)

接下来，我们使用异步编程来同时下载多张图片。

import aiohttp
import asyncio

async def fetch(session, url):
    print("发送请求：", url)
    async with session.get(url, verify_ssl=False) as response:
        content = await response.content.read()
        file_name = url.rsplit('_')[-1]
        with open(file_name, mode='wb') as file_object:
            file_object.write(content)
        print('下载完成', url)

async def main():
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        url_list = [
            'https://api.dujin.org/bing/1920.php',
            'https://api.dujin.org/bing/1920.php',
            'https://api.dujin.org/bing/1920.php'
        ]
        tasks = [asyncio.create_task(fetch(session, url)) for url in url_list]

        await asyncio.wait(tasks)

asyncio.run(main())

4. 异步小栗子：单接口自动化测试。

在接口自动化测试中，如果测试用例全部没有依赖关系，比如单接口测试中，所有参数独立定义好后，就可以考虑使用异步接口请求。这样相当于又小压了一波接口。

import aiohttp
import asyncio

async def test_api(endpoint):
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(endpoint) as response:
            result = await response.json()
            print(f"请求 {endpoint} 返回的结果：{result}，断言.......")

async def main():
    # 接口测试用例可以用各种方式读取出来，这里简单搞一搞
    api_endpoints = [
        "http://api.example.com/endpoint1?name=1&age=1",
        "http://api.example.com/endpoint1?name=汉字&age=1",
        "http://api.example.com/endpoint1?name=**&age=1"
        ...
    ]
    tasks = [asyncio.create_task(test_api(endpoint)) for endpoint in api_endpoints]
    await asyncio.wait

asyncio.run(main())

这样就可以简单的实现异步请求的接口自动化测试啦。