asyncio+aiohttp---异步I/O实现request爬虫

喜欢ヅ旅行 2022-01-09 11:57 427阅读 0赞

# 异步 #

> 所谓异步IO，就是你发起得到IO操作时，无需一直等待其结束再进行其他事情，能够利用等待的时间继续做其他事，当发起的IO操作结束时，会得到通知。

# Asyncio #

> asyncio 是用来编写 并发 代码的库，使用 async/await 语法。

> asyncio 被用作多个提供高性能 Python 异步框架的基础，包括网络和网站服务，数据库连接库，分布式任务队列等等。

> asyncio 往往是构建 IO 密集型和高层级 结构化 网络代码的最佳选择。

# 协程 #

> 协程 (coroutine) 几乎是 Python 里最为复杂的特性之一了

> 我们可以使用协程来实现异步操作
> 
> > 等待一个 future 结束  
> > 等待另一个协程（产生一个结果，或引发一个异常）产生一个结果给正在等它的协程  
> > 引发一个异常给正在等它的协程

# 简单的同步、异步处理IO操作比较 #

> 同步  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzg3MDY0Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
> 五个任务，耗时五秒

> 异步  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzg3MDY0Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
> 五个任务，同时完成

# 编程模式 #

> 模块中有一个消息循环，我们从asyncio模块中直接获取一个Event Loop的引用，然后把需要执行的协程放到Event Loop中执行，就实现了异步。

# 关键字说明 #

1.  #### event\_loop 事件循环：程序开启一个无线循环，把一些函数注册到事件循环中，当满足条件时，调用相应的协程函数。 ####
2.  #### coroutine 协程：协程对象，只一个使用async关键字定义的函数，它的调用不会立即执行函数，而是会返回一个协程对象，协程对象需要注册到事件循环中，由事件循环调用。 ####
3.  #### task 任务： 一个协程对象就是一个原生可以挂起的函数。任务则是对协程进一步的封装，其中包含了任务的各种状态。 ####
4.  #### future 代表将来执行或者没有执行的任务结果，它和task上没有本质的区别。 ####
5.  #### async/await async定义一个协程，await用于挂起堵塞异步调用接口 ####

# 定义一个协程 #

import asyncio
    #通过async关键字定义了一个协程，协程不能直接运行，需要将协程加入到事件循环中
    async def run(x):
        print('waiting: %d'%x)
    
    #得到一个协程对象，这个时候run（）函数没有执行
    coroutine = run(2)
    print(coroutine)
    
    #创建一个循环事件（注意：真实情况是在asyncio模块中获取一个引用）
    loop = asyncio.get_event_loop()
    #将协程对象加入到事件循环
    loop.run_until_complete(coroutine)

# 创建一个Task #

import asyncio
    async def run(x):
        print('waiting: %d'%x)
    
    coroutine = run(2)
    loop = asyncio.get_event_loop()
    #将协程对象加入到事件循环，协程对象不能直接运行，在注册事件循环的时候
    #其实是run_until_complete方法将协程对象包装成了一个任务对象
    #即Task对象，是Future类的子类，保存了协程运行后的状态，用于未来获取协程的结果
    # loop.run_until_complete(coroutine)
    
    #创建任务
    task = asyncio.ensure_future(coroutine)
    # task = loop.create_task(coroutine)
    print(task)
    loop.run_until_complete(task)
    print(task)

> 以上只是单个任务，所以还没到异步，先知道使用的方法。

# 绑定回调 #

import asyncio
    async def run(x):
        print('waiting: %d'%x)
        return "done after %ds"%x
    
    #定义一个回调函数，参数为future，任务对象
    def callback(future):
        print("callback:",future.result())
    
    coroutine = run(2)
    loop = asyncio.get_event_loop()
    task = asyncio.ensure_future(coroutine)
    #给任务添加回调，在任务结束后调用函数
    task.add_done_callback(callback)
    loop.run_until_complete(task)

> 回调就是为了得到函数的返回值，那就能搞事情了

# await #

import asyncio
    """
    async可以定义协程对象，使用await可以针对耗时的操作进行挂起
    就像生成器里的yiled一样，函数交出控制权，协程遇到await，
    事件循环将会挂起该协程，执行别的协程。
    直到其他协程也挂起或者执行完毕，再进行下一个协程执行
    """
    async def run(x):
        print('waiting: %d' % x)
        #调用了一个耗时的IO操作
        #asyncio.sleep(x)另一个协程对象
        await asyncio.sleep(x)
        return "done after %ds"%x
    
    def callback(future):
        print("callback:", future.result())
    
    coroutine = run(2)
    loop = asyncio.get_event_loop()
    task = asyncio.ensure_future(coroutine)
    task.add_done_callback(callback)
    loop.run_until_complete(task)

> await就理解成yiled，将函数挂起。

# 接下来将开始实现异步请求 #

> 会涉及到并发和并行的思想，这里就不再解释了。

> 咱先自己写一个服务器代码

from flask import Flask
    import time
    
    app = Flask(__name__)
    
    @app.route('/')
    def index():
        time.sleep(3)
        return 'Hello!'
    
    if __name__ == '__main__':
        app.run(threaded=True)

> 启动之后，每次访问 [http://127.0.0.1:5000/都需要等三秒才能出Hello][http_127.0.0.1_5000_Hello]!

# 使用aiohttp #

> 没装就装一下，报错的话就自己google。、

> aiohttp 是一个支持异步请求的库，利用它和 asyncio 配合我们可以非常方便地实现异步请求操作。

> 添加headers以及proxies的方法与requests的使用方法一样，session也支持post请求，传值得方法与requests一致

import asyncio
    import aiohttp
    import time
    
    start = time.time()
    
    async def get(url):
        session = aiohttp.ClientSession()
        response = await session.get(url)
        result = await response.text()
        session.close()
        return result
    
    async def request():
        url = 'http://127.0.0.1:5000'
        print('Waiting for', url)
        result = await get(url)
        print('Get response from', url, 'Result:', result)
    
    tasks = [asyncio.ensure_future(request()) for _ in range(5)]
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
    
    end = time.time()
    print('Cost time:', end - start)

# 关于函数之间的调用 #

> 上面已经提到过await和yiled的用法类似，正常使用await将函数挂起即可  
> ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80Mzg3MDY0Ng_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

# 总结 #

> 原理就是上面铺垫的哪些知识，现在只是将一个url换成了多个url，再使用了一个新的库aiohttp。

> 通过将任务放入事件循环中，任务全部挂起，最后几乎同时完成，本应该耗时15秒，实际结果3秒

> 当然，你也可以试试100个，基本也是3秒，1000个你自己试一下。

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[http_127.0.0.1_5000_Hello]: http://127.0.0.1:5000/%E9%83%BD%E9%9C%80%E8%A6%81%E7%AD%89%E4%B8%89%E7%A7%92%E6%89%8D%E8%83%BD%E5%87%BAHello
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