Python协程入门指北

一、什么是协程？

协程（Coroutine）就像可以暂停执行的函数，能够在执行过程中主动让出控制权，等准备好后再继续执行。

生活小例子

想象你在咖啡店排队：

普通函数：必须一直排到取餐（阻塞等待）
协程：下单后去旁边座位等，轮到你再回来取（非阻塞）

二、快速入门

1. 最简单的协程

python 复制代码

import asyncio

async def hello():
    print("开始")
    await asyncio.sleep(1)  # 暂停1秒
    print("结束")

asyncio.run(hello())  # 运行协程

2. 并发执行多个协程

python 复制代码

async def make_coffee(name, time):
    print(f"{name}开始制作")
    await asyncio.sleep(time)
    print(f"{name}制作完成")

async def main():
    # 同时制作三杯咖啡
    await asyncio.gather(
        make_coffee("拿铁", 2),
        make_coffee("美式", 1),
        make_coffee("卡布", 3)
    )

asyncio.run(main())

输出顺序：美式 → 拿铁 → 卡布（总耗时3秒）

三、核心概念

1. 关键字解析

关键字	作用说明	示例
async	定义协程函数	`async def func():`
await	暂停等待异步操作	`await task()`
run()	启动协程的主入口	`asyncio.run(main())`

2. 协程 vs 多线程

	协程	多线程
内存占用	约1KB/任务	约8MB/线程
切换速度	100纳秒级	1微秒级
适用场景	I/O密集型任务	CPU密集型任务

四、实战应用

1. 网络请求并发

python 复制代码

import aiohttp

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

async def main():
    urls = ["url1", "url2", "url3"]
    results = await asyncio.gather(*[fetch(url) for url in urls])
    print(f"获取到{len(results)}个结果")

asyncio.run(main())

2. 生产者-消费者模式

python 复制代码

async def producer(queue):
    for i in range(5):
        await queue.put(i)
        print(f"生产产品{i}")
        await asyncio.sleep(0.5)

async def consumer(queue):
    while True:
        item = await queue.get()
        print(f"消费产品{item}")
        queue.task_done()

async def main():
    queue = asyncio.Queue(3)  # 最大容量3
    await asyncio.gather(
        producer(queue),
        consumer(queue)
    )

asyncio.run(main())

五、常见问题

1. 为什么我的协程不执行？

忘记使用await调用协程
没有通过asyncio.run()启动
在普通函数中调用协程

2. 如何停止无限循环的协程？

python 复制代码

task = asyncio.create_task(infinite_task())
await asyncio.sleep(5)
task.cancel()  # 5秒后取消任务

3. 协程会替代多线程吗？

适合：网络请求、文件IO、Web服务等I/O密集型场景
不适合：科学计算、图像处理等CPU密集型任务

六、优化

避免阻塞操作 ：用await asyncio.sleep()代替time.sleep()
限制并发量：

python 复制代码

sem = asyncio.Semaphore(10)  # 最多同时10个

async def limited_task():
    async with sem:
        await heavy_work()

使用结构化并发（Python 3.11+）：

python 复制代码

async with asyncio.TaskGroup() as tg:
    tg.create_task(task1())
    tg.create_task(task2())

备注

个人水平有限，有问题随时交流~