从头造轮子：python3 asyncio 之 run（2）

前言

书接上文，本文造第二个轮子，也是asyncio包里面非常常用的一个函数run

一、知识准备

● 相对于run_until_complete，改动并不大，就是将入口函数重新封装了一下，基础知识主要还是run_until_complete的内容
● asyncio.run是Python3.7之后新增的入口函数

二、环境准备

组件	版本
python	3.7.7

三、run的实现

先来看下官方asyncio的使用方法：

|># more main.py
import asyncio
async def hello():
    print('enter hello ...')
    return 'world'

if __name__ == "__main__":
    rst = asyncio.run(hello())
    print(rst)
    
|># python3 main.py
enter hello ...
return world ...

来看下造的轮子的使用方式：

▶ more main.py
from wilsonasyncio import run

async def hello():
    print('enter hello ...')
    return 'return world ...'

if __name__ == "__main__":
    ret = run(hello())
    print(ret)

    
▶ python3 main.py
enter hello ...
return world ...

自己造的轮子也很好的运行了，下面我们来看下轮子的代码

四、代码解析

轮子代码

1）代码组成

|># tree
.
├── eventloops.py 
├── futures.py
├── main.py
├── tasks.py
├── wilsonasyncio.py

文件	作用
eventloops.py	事件循环
futures.py	futures对象
tasks.py	tasks对象
wilsonasyncio.py	可调用方法集合
main.py	入口

2）代码概览：

eventloops.py

类/函数	方法	对象	作用	描述
Eventloop			事件循环，一个线程只有运行一个
	__init__		初始化两个重要对象 self._ready 与 self._stopping
		self._ready	所有的待执行任务都是从这个队列取出来，非常重要
		self._stopping	事件循环完成的标志
	call_soon		调用该方法会立即将任务添加到待执行队列
	run_once		被run_forever调用，从self._ready队列里面取出任务执行
	run_forever		死循环，若self._stopping则退出循环
	run_until_complete		非常重要的函数，任务的起点和终点（后面详细介绍）
	create_task		将传入的函数封装成task对象，这个操作会将task.__step添加到__ready队列
Handle			所有的任务进入待执行队列（Eventloop.call_soon）之前都会封装成Handle对象
	__init__		初始化两个重要对象 self._callback 与 self._args
		self._callback	待执行函数主体
		self._args	待执行函数参数
	_run		待执行函数执行
get_event_loop			获取当前线程的事件循环
_complete_eventloop			将事件循环的_stopping标志置位True
run			入口函数	新增

tasks.py

类/函数	方法	对象	作用	描述
Task			继承自Future，主要用于整个协程运行的周期
	__init__		初始化对象 self._coro ，并且call_soon将self.__step加入self._ready队列
		self._coro	用户定义的函数主体
	__step		Task类的核心函数
ensure_future			如果对象是一个Future对象，就返回，否则就会调用create_task返回，并且加入到_ready队列	新增

futures.py

类/函数	方法	对象	作用	描述
Future			主要负责与用户函数进行交互
	__init__		初始化两个重要对象 self._loop 与 self._callbacks
		self._loop	事件循环
		self._callbacks	回调队列，任务暂存队列，等待时机成熟（状态不是PENDING），就会进入_ready队列
	add_done_callback		添加任务回调函数，状态_PENDING，就虎进入_callbacks队列，否则进入_ready队列
	set_result		获取任务执行结果并存储至_result，将状态置位_FINISH，调用__schedule_callbacks
	__schedule_callbacks		将回调函数放入_ready，等待执行
	result		获取返回值

3）执行过程

3.1）入口函数

main.py

async def hello():
    print('enter hello ...')
    return 'return world ...'

if __name__ == "__main__":
    ret = run(hello())
    print(ret)

• ret = run(hello())直接调用run，参数是用户函数hello()，我们看下run的源码

def run(main):
    loop = get_event_loop()
    return loop.run_until_complete(main)

• loop = get_event_loop()获取事件循环
• return loop.run_until_complete(main)调用run_until_complete

3.2）事件循环启动

    def run_until_complete(self, future):
        future = tasks.ensure_future(future, loop=self)
        future.add_done_callback(_complete_eventloop, future)
        self.run_forever()
        return future.result()

• 与之前略有不同，future = tasks.ensure_future(future, loop=self)，调用了tasks.ensure_future

def ensure_future(coro_or_future, *, loop=None):
    if isinstance(coro_or_future, Future):
        return coro_or_future
    else:
        return loop.create_task(coro_or_future)

• 如果传入的对象是一个普通函数，那就封装成一个task；如果已经是一个future对象，那就直接返回。这一步的目的主要是确保传入的对象，是一个Future类型

剩下的部分已经没有什么新鲜的了，和run_until_complete一样，我们直接跳过...

3.7）执行结果

▶ python3 main.py
enter hello ...
return world ...

五、流程总结

六、小结

● run与run_until_complete大同小异，只不过入口函数做了一些调整，使得用户调用更加的便利
● 本文中的代码，参考了python 3.7.7中asyncio的源代码，裁剪而来
● 本文中代码：代码

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至此，本文结束
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