python中常用的异步框架有哪些

这篇文章主要介绍python中常用的异步框架有哪些，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！

正文开始

asyncio 是 Python 3.4版本引入的标准库，直接内置了对异步IO的支持。

asyncio 在单线程内部维护了 EventLoop 队列，然后把需要执行异步IO的任务添加到 EventLoop 队列中，至于任务的完成通过类似回调的逻辑是实现后续的任务。如果你有 JavaScript的基础那么理解python的 asyncio 很简单，关键字、语法以及实现的原理都极其类似。

import asyncio

async def main():
    print('Hello ...')
    await asyncio.sleep(1)
    print('... World!')

# Python 3.7+
asyncio.run(main())

1. Tornado

Tornado 是一个Python web框架和异步网络库，起初由 FriendFeed 开发. 通过使用非阻塞网络I/O， Tornado可以支撑上万级的连接，处理 长连接, WebSockets ，和其他需要与每个用户保持长久连接的应用。

下面贴上官方 demo ：

import tornado.ioloop
import tornado.web

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write("Hello, world")

def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/", MainHandler),
    ])

if __name__ == "__main__":
    app = make_app()
    app.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

2. Aiohttp

一个基于 asyncio 异步的web框架，支持 websocket,不需要写回掉的代码、有着丰富的生态、中间价等、开箱即用的服务端与客户端。

下面贴上官方 demo ：

# 客服端代码
import aiohttp
import asyncio

async def main():

    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get('http://python.org') as response:

            print("Status:", response.status)
            print("Content-type:", response.headers['content-type'])

            html = await response.text()
            print("Body:", html[:15], "...")

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(main())

# 服务端代码
from aiohttp import web

async def handle(request):
    name = request.match_info.get('name', "Anonymous")
    text = "Hello, " + name
    return web.Response(text=text)

async def wshandle(request):
    ws = web.WebSocketResponse()
    await ws.prepare(request)

    async for msg in ws:
        if msg.type == web.WSMsgType.text:
            await ws.send_str("Hello, {}".format(msg.data))
        elif msg.type == web.WSMsgType.binary:
            await ws.send_bytes(msg.data)
        elif msg.type == web.WSMsgType.close:
            break

    return ws


app = web.Application()
app.add_routes([web.get('/', handle),
                web.get('/echo', wshandle),
                web.get('/{name}', handle)])

if __name__ == '__main__':
    web.run_app(app)

aiohttp的生态：

• aiohttp-session 为 aiohttp 服务提供 sessions支持，同时支持数据持久化数据库。

• aiohttp-debugtoolbar 为 aiohttp 提供调试的工具（记录 asyncio 异常的堆栈信息）。

• aiohttp-security 为aiohttp提供认证以及权限相关的插件。

• aiohttp-devtools aiohttp开发工具，提供开发环境的部署、静态资源的代理。

• aiohttp-cors CORS 跨域认证支持。

• aiohttp-sse 服务端事件的支持（一种服务端推送消息的服务）。

• pytest-aiohttp pytest 测试框架的支持。

• aiohttp-mako Mako 服务端模板渲染的支持。

• aiohttp-jinja2 Jinja2 服务端模板渲染的支持（大名鼎鼎的flask的渲染引擎）。

• aiozipkin 分布式系统中对服务追踪，为微服务中延时问题提供数据支持。
  

aiohttp数据库支持：

aiopg PostgreSQL异步支持。
aiomysql MySql 异步支持。
aioredis Redis 异步支持。
asyncpg 另外一个对 PostgreSQL 异步支持，比 aiopg 效率高，但是 api 不通用。

3.Sanic

Sanic 是一个 Python 3.7+ 的基于 asyncio 的 web 服务器和web框架，目标是提供一种简单的方法来启动和运行一个易于构建、扩展和终极性能HTTP服务器，是一个比较类似 falsk 的异步web框架。

To provide a simple way to get up and running a highly performant HTTP server that is easy to build, to expand, and ultimately to scale.

官方demo：

from sanic import Sanic
from sanic.response import json

app = Sanic("My Hello, world app")

@app.route('/')
async def test(request):
    return json({'hello': 'world'})

if __name__ == '__main__':
    app.run()

4. FastAPI

FastAPI 是一个用于构建API的高性能web框架，基于Python3.6+并支持标准的 Python 类型提示。同时是最快的 Python web框架之一，可与 NodeJS 和 Go 比肩（主要归功于 Starlette 和 Pydantic）。

from typing import Optional

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()


@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}


@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: Optional[str] = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}

# 启动 uvicorn main:app --reload
# pip install uvicorn[standard]

5. Ruia

一个基于asyncio和aiohttp的异步爬虫框架，目标在于让开发者编写爬虫尽可能地方便快速。国人开发中文文档的支持，方便快速的构建爬虫项目，自定义HTML解析工具，快速获取页面数据。

官方demo：

import asyncio

from ruia import Item, TextField, AttrField


class HackerNewsItem(Item):
    target_item = TextField(css_select='tr.athing')
    title = TextField(css_select='a.storylink')
    url = AttrField(css_select='a.storylink', attr='href')


async def test_item():
    url = 'https://news.ycombinator.com/news?p=1'
    async for item in HackerNewsItem.get_items(url=url):
        print('{}: {}'.format(item.title, item.url))


if __name__ == '__main__':
    # Python 3.7 Required.
    asyncio.run(test_item()) 

    # For Python 3.6
    # loop = asyncio.get_event_loop()
    # loop.run_until_complete(test_item())

总结

随着 python 社区对异步支持的愈发友好，异步框架的生态也愈发完善。Tornado 是我第一个接触到的一步框架，现如今伴随着最快 python web 框架之争，Tornado也渐渐跌落神坛。但是至于谁是最快的并不重要，重要的是生态，避免重复造轮子才是重要的。

PS：

1. 我记得之前了解 Sanic 的时候它还是基于 aiohttp 开发的 web 框架，现如今已经重构了大部分代码，核心组件也都自己实现。

2. tornado 虽然语法过时了，但是应该是最成熟、最早以及文档最多的一个异步框架。

3. 之前用tornado的时候还需要造关于异步操作的轮子，现如今生态日趋完善。

最后如果你想使用异步的框架，那么记得所有的IO操作均需要异步操作实现，否则会大大影响性能。 （比如第三方的短信服务不能直接使用同步代码的sdk ）

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