Python中协程函数的使用：如何用asyncio编写协程代码

Python中的协程是一种轻量级的非阻塞异步编程方式，可以在单线程中实现高效的并发处理。协程函数是以async def开头的函数，可以在函数体中使用await关键字来挂起当前的协程，并等待另一个协程或异步任务完成后再继续执行。

在Python中，常用的协程库是asyncio，它提供了一组协程相关的API，包括事件循环、协程调度器、协程管理器等。下面介绍如何使用asyncio编写协程代码。

1.创建事件循环

在使用asyncio编写协程代码之前，需要先创建一个事件循环对象。事件循环对象是一个调度器，负责安排和管理协程的执行。可以使用asyncio.get_event_loop()函数获取默认的事件循环对象，也可以使用asyncio.new_event_loop()函数创建新的事件循环对象。

import asyncio

loop = asyncio.get_event_loop()
# 或者
# loop = asyncio.new_event_loop()

2.定义协程函数

接下来需要定义协程函数，协程函数可以使用async def定义，协程函数的返回值可以是任意对象，通常是一个协程对象。协程函数中可以使用await关键字挂起当前的协程，等待其他协程或异步任务完成后继续执行。

async def coroutine():
    # do something
    await another_coroutine()
    # do something else

3.运行协程

定义好协程函数后，需要将它作为参数传递给事件循环的run_until_complete()方法，表示将这个协程添加到事件循环中运行。

loop.run_until_complete(coroutine())

4.使用异步IO函数

在协程中可以使用许多异步IO函数，如asyncio.open_connection()、asyncio.create_unix_connection()、asyncio.start_server()等，这些函数都返回协程对象，可以在协程中使用await关键字进行调用。以下是一个使用asyncio.open_connection()函数实现的简单协议的例子。

async def client():
    reader, writer = await asyncio.open_connection('localhost', 8888)
    writer.write(b'Hello, server!
')
    data = await reader.readline()
    print(data.decode())
    writer.close()

async def server():
    server = await asyncio.start_server(handle_client, '127.0.0.1', 8888)
    async with server:
        await server.serve_forever()

async def handle_client(reader, writer):
    data = await reader.readline()
    writer.write(data.upper())
    await writer.drain()
    writer.close()

以上代码创建了一个客户端协程和一个服务端协程，客户端协程使用asyncio.open_connection()函数建立与服务端的连接，并发送数据，服务端协程使用asyncio.start_server()函数创建服务端，等待客户端的连接请求，连接建立后使用handle_client协程来处理客户端请求。

5.使用async with

使用async with语法可以简化协程的创建和关闭过程，它可以自动关闭资源，并处理异常。以下是使用async with语法的示例：

async def main():
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get('https://www.baidu.com') as response:
            data = await response.text()
            print(f'Response: {data}')

以上示例使用aiohttp库，使用async with语法打开一个会话(session)，然后使用session.get()方法发送HTTP请求，并等待响应。使用async with语法的好处是能够自动关闭打开的资源，而且能够处理异常，避免了手动try...finally块的写法。

6.总结

使用Python中的协程可以轻松实现异步编程，提高并发性能。通过asyncio库，可以轻松创建协程，使用协程来处理大量的并发请求，并在运行高并发的网络服务时提供更好的性能。