Python 高并发编程：深入理解 asyncio 与 aiohttp

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在 Python 3.4 引入 asyncio 标准库后，Python 终于有了原生的异步 I/O 支持。而 aiohttp 则是基于 asyncio 构建的异步 HTTP 客户端/服务端框架。

对于高并发爬虫或高吞吐量的 Web 服务来说，requests 这种同步阻塞库往往是性能瓶颈所在。使用 aiohttp，我们可以轻松实现单线程下的成千上万次并发请求。

异步编程核心概念

在开始之前，我们需要理解两个关键字：

• async def: 定义一个协程函数（Coroutine）。
• await: 挂起当前协程，等待一个耗时操作（如网络请求）完成，期间释放 CPU 给其他协程使用。

aiohttp 客户端实战

假设我们需要并发抓取 10 个网页：

import aiohttp
import asyncio
import time

async def fetch(session, url):
    async with session.get(url) as response:
        return await response.text()

async def main():
    urls = [f'http://httpbin.org/get?id={i}' for i in range(10)]
    
    # 创建一个 ClientSession，建议在整个生命周期中复用
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        tasks = []
        for url in urls:
            # 创建任务
            task = asyncio.create_task(fetch(session, url))
            tasks.append(task)
        
        # 等待所有任务完成
        results = await asyncio.gather(*tasks)
        
        for res in results:
            print(f"Got response length: {len(res)}")

if __name__ == '__main__':
    start = time.time()
    # 运行 Event Loop
    asyncio.run(main())
    print(f"Cost: {time.time() - start:.2f} seconds")

代码解析

1. ClientSession: 它是连接池的管理器，不要为每个请求都创建一个 Session，那样效率极低。
2. asyncio.gather: 并发运行多个协程，并收集结果。

与 Requests 的对比

特性	Requests	aiohttp
I/O 模型	同步阻塞 (Blocking)	异步非阻塞 (Non-blocking)
并发能力	依赖多线程/多进程，开销大	单线程高并发，开销小
适用场景	简单脚本，低频请求	高并发爬虫，微服务
上手难度	低	中（需理解 async/await）

总结

aiohttp 是 Python 异步生态中最重要的基石之一。虽然写起来比 requests 稍微繁琐一些，但在处理大量网络 I/O 时，它带来的性能提升是数量级的。如果你正在开发需要处理高并发网络请求的应用，aiohttp 是你的不二之选。

文章作者：阿文

文章链接： https://www.awen.me/post/226f0353.html

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