使用 asyncio 开发

异步编程不同于经典的“顺序”编程。

此页面列出了常见的错误和陷阱，并说明了如何避免它们。

调试模式

默认情况下 asyncio 在生产模式下运行。为了方便开发asyncio有一个调试模式。

有几种方法可以启用 asyncio 调试模式：

将 PYTHONASYNCIODEBUG 环境变量设置为 1。
使用 -X dev Python 命令行选项。
将 debug=True 传递给 asyncio.run()。
调用 loop.set_debug()。

除了启用调试模式外，还要考虑：

将 asyncio logger 的日志级别设置为 logging.DEBUG，例如可以在应用程序启动时运行以下代码片段：
```
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)
```
配置 warnings 模块以显示 ResourceWarning 警告。一种方法是使用 -W default 命令行选项。

启用调试模式时：

asyncio 检查未等待的协程并记录它们；这减轻了“忘记等待”的陷阱。
许多非线程安全的异步 API（例如 loop.call_soon() 和 loop.call_at() 方法）如果从错误的线程调用它们会引发异常。
如果执行 I/O 操作所需的时间过长，则会记录 I/O 选择器的执行时间。
记录超过 100 毫秒的回调。 loop.slow_callback_duration 属性可用于设置被视为“慢”的最短执行持续时间（以秒为单位）。

并发和多线程

事件循环在一个线程（通常是主线程）中运行，并在其线程中执行所有回调和任务。当一个任务在事件循环中运行时，没有其他任务可以在同一个线程中运行。当 Task 执行 await 表达式时，正在运行的 Task 被挂起，事件循环执行下一个 Task。

要从另一个操作系统线程调度 callback，应使用 loop.call_soon_threadsafe() 方法。例子：

loop.call_soon_threadsafe(callback, *args)

几乎所有的 asyncio 对象都不是线程安全的，这通常不是问题，除非有代码从 Task 或回调外部使用它们。如果需要这样的代码来调用低级异步 API，则应使用 loop.call_soon_threadsafe() 方法，例如：

loop.call_soon_threadsafe(fut.cancel)

要从不同的 OS 线程调度协程对象，应使用 run_coroutine_threadsafe() 函数。它返回一个 concurrent.futures.Future 来访问结果：

async def coro_func():
     return await asyncio.sleep(1, 42)

# Later in another OS thread:

future = asyncio.run_coroutine_threadsafe(coro_func(), loop)
# Wait for the result:
result = future.result()

为了处理信号和执行子进程，事件循环必须在主线程中运行。

loop.run_in_executor() 方法可以与 concurrent.futures.ThreadPoolExecutor 一起使用，以在不同的操作系统线程中执行阻塞代码，而不阻塞运行事件循环的操作系统线程。

目前没有办法直接从不同的进程（例如以 multiprocessing 启动的进程）调度协程或回调。事件循环方法部分列出了可以从管道读取和观察文件描述符而不阻塞事件循环的 API。此外，asyncio 的 Subprocess API 提供了一种从事件循环启动进程并与其通信的方法。最后，前面提到的 loop.run_in_executor() 方法也可以与 concurrent.futures.ProcessPoolExecutor 一起使用，以在不同的进程中执行代码。

运行阻塞代码

不应直接调用阻塞（CPU 绑定）代码。例如，如果一个函数执行 CPU 密集型计算 1 秒，则所有并发 asyncio 任务和 IO 操作都会延迟 1 秒。

执行器可用于在不同线程甚至不同进程中运行任务，以避免使用事件循环阻塞操作系统线程。有关更多详细信息，请参阅 loop.run_in_executor() 方法。

日志记录

asyncio 使用 logging 模块，所有日志记录都通过 "asyncio" 记录器执行。

默认日志级别为logging.INFO，可以轻松调整：

logging.getLogger("asyncio").setLevel(logging.WARNING)

检测从未等待的协程

当调用协程函数但未等待时（例如 coro() 而不是 await coro()) 或者协程没有用 asyncio.create_task() 调度，asyncio 将发出 RuntimeWarning：

import asyncio

async def test():
    print("never scheduled")

async def main():
    test()

asyncio.run(main())

输出：

test.py:7: RuntimeWarning: coroutine 'test' was never awaited
  test()

调试模式下的输出：

test.py:7: RuntimeWarning: coroutine 'test' was never awaited
Coroutine created at (most recent call last)
  File "../t.py", line 9, in <module>
    asyncio.run(main(), debug=True)

  < .. >

  File "../t.py", line 7, in main
    test()
  test()

通常的解决方法是等待协程或调用 asyncio.create_task() 函数：

async def main():
    await test()

检测从未检索到的异常

如果调用了 Future.set_exception() 但从未等待 Future 对象，则异常将永远不会传播到用户代码。在这种情况下，当 Future 对象被垃圾回收时，asyncio 会发出一条日志消息。

未处理异常的示例：

import asyncio

async def bug():
    raise Exception("not consumed")

async def main():
    asyncio.create_task(bug())

asyncio.run(main())

输出：

Task exception was never retrieved
future: <Task finished coro=<bug() done, defined at test.py:3>
  exception=Exception('not consumed')>

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 4, in bug
    raise Exception("not consumed")
Exception: not consumed

启用调试模式以获取创建任务的回溯：

asyncio.run(main(), debug=True)