在 Python 中,协程间的通信主要依赖于以下几种方式:
1. asyncio.Queue
asyncio.Queue
是 Python asyncio
库提供的一个线程安全的队列,用于在协程之间传递数据。与常规的队列类似,但它支持异步操作,即可以在协程内等待队列中的数据。
示例:
python
import asyncio
async def producer(queue):
for i in range(5):
await queue.put(i)
print(f"Produced: {i}")
await asyncio.sleep(1)
async def consumer(queue):
while True:
item = await queue.get()
if item is None: # 用 None 表示终止信号
break
print(f"Consumed: {item}")
await asyncio.sleep(2)
async def main():
queue = asyncio.Queue()
await asyncio.gather(producer(queue), consumer(queue))
asyncio.run(main())
2. asyncio.Event
asyncio.Event
是一个简单的同步原语,允许一个协程等待某个事件的发生,另一个协程则负责设置该事件。通常用于通知其他协程某些状态发生变化。
示例:
python
import asyncio
async def waiter(event):
print("Waiting for event...")
await event.wait() # 阻塞直到事件被触发
print("Event occurred!")
async def setter(event):
await asyncio.sleep(2)
print("Setting event!")
event.set() # 设置事件
async def main():
event = asyncio.Event()
await asyncio.gather(waiter(event), setter(event))
asyncio.run(main())
3. asyncio.Condition
asyncio.Condition
类似于线程中的 Condition
,允许一个或多个协程等待某个条件的变化。它可以与锁结合使用。
示例:
python
import asyncio
async def consumer(condition, shared_data):
async with condition:
while shared_data["item"] is None:
await condition.wait() # 等待条件
print(f"Consumed: {shared_data['item']}")
shared_data["item"] = None
async def producer(condition, shared_data):
await asyncio.sleep(1)
async with condition:
shared_data["item"] = "Apple"
condition.notify() # 通知等待的协程
print(f"Produced: {shared_data['item']}")
async def main():
shared_data = {"item": None}
condition = asyncio.Condition()
await asyncio.gather(producer(condition, shared_data), consumer(condition, shared_data))
asyncio.run(main())
4. asyncio.Semaphore
asyncio.Semaphore
是一个计数信号量,控制并发访问的协程数目。适用于限制协程的并发数量。
示例:
python
import asyncio
async def task(sem):
async with sem:
print("Task started")
await asyncio.sleep(1)
print("Task completed")
async def main():
sem = asyncio.Semaphore(2) # 最多同时运行2个协程
tasks = [task(sem) for _ in range(5)]
await asyncio.gather(*tasks)
asyncio.run(main())
5. asyncio.Streams
(StreamReader 和 StreamWriter)
StreamReader
和 StreamWriter
是用于网络通信的流接口,适用于两个协程之间通过网络协议传输数据的场景。尽管它们主要用于处理网络 I/O,但也可以用于在协程之间传输数据。
示例:
python
import asyncio
async def echo(reader, writer):
data = await reader.read(100)
message = data.decode()
addr = writer.get_extra_info('peername')
print(f"Received {message} from {addr}")
print("Send: %r" % message)
writer.write(data)
await writer.drain()
print("Closing the connection")
writer.close()
async def main():
server = await asyncio.start_server(
echo, '127.0.0.1', 8888)
addr = server.sockets[0].getsockname()
print(f'Serving on {addr}')
async with server:
await server.serve_forever()
asyncio.run(main())
6. asyncio.Future
asyncio.Future
类似于 Promise
,它表示一个尚未完成的操作。一个协程可以将其结果存储在 Future
对象中,而其他协程可以等待该 Future
对象完成。
示例:
python
import asyncio
async def set_future(future):
await asyncio.sleep(1)
future.set_result('Hello from Future!')
async def get_future(future):
result = await future
print(f"Got result: {result}")
async def main():
future = asyncio.Future()
await asyncio.gather(set_future(future), get_future(future))
asyncio.run(main())
这些通信方式各有其特定的用途,可以根据不同的场景选择合适的方式来进行协程间的通信。