Python サーバー プログラミング: コルーチンを使用した非同期プログラミング

Python は広く使用されるプログラミング言語となり、Python サーバー プログラミングの人気が高まっています。 Python サーバー プログラミング、特に Web 開発の分野では、非同期プログラミングがますます人気のあるプログラミング方法になっています。この記事では、コルーチンを使用して非同期プログラミングを実装する方法を紹介します。

1. 非同期プログラミングの利点

サーバー プログラミングにおいて、非同期プログラミングには次の利点があります。

1.1 パフォーマンスの向上

従来の同期ブロッキング方式では、関数の戻り値を待ってから次の操作を実行する必要がありますが、非同期プログラミングでは、操作が完了するのを待っている間にプログラムが他のタスクを実行できます。このアプローチにより、スレッドまたはプロセス間のコンテキスト切り替えを回避できるため、リソース消費が削減され、同時実行性が向上し、プログラムのパフォーマンスが向上します。

1.2 応答速度の向上

非同期プログラミングでは、操作が完了するのを待機している間にプログラムが他のタスクを実行できるため、同時リクエストを処理する場合、非同期プログラミングは従来の同期メソッドよりも高速な応答を実現します。 。これは、大量のリクエストを処理する必要がある Web サーバーなどのアプリケーションにとって特に重要です。

2. コルーチンの概要

コルーチンは非常に軽量なスレッドです。コルーチンの切り替えは、スレッド切り替えよりも移植性が高く、効率的であるため、非同期アプリケーションに適しています。プログラミングで使用されます。

コルーチンは、ユーザー空間の同時実行テクノロジです。スレッド スイッチングよりも安価で、実行効率が高くなります。集中的な IO 操作を行うアプリケーションの場合、コルーチンを使用すると、コンピュータのパフォーマンスをより有効に活用できます。コルーチンはイベント駆動型でリクエストを処理し、イベント ループ メカニズムを使用して非同期操作を実装します。

Python でコルーチンを使用するには、asyncio 標準ライブラリを使用します。 Asyncio には、次のような非同期プログラミングを実装するためのモジュールとクラスが多数含まれています。

• asyncio.AbstractEventLoop
• asyncio.Protocol
• asyncio.StreamReader
• asyncio.SubprocessProtocol など

3. サンプル コード

次は、asyncio ライブラリとコルーチンを使用して非同期プログラミングを実装する方法を示す簡単なサンプル コードです。

import asyncio

async def hello_world():
    print("Hello World")
    await asyncio.sleep(1)
    print("Hello Again")

async def main():
    await asyncio.gather(hello_world(), hello_world(), hello_world())

asyncio.run(main())

この例では、「Hello World」と「Hello Again」を出力するコルーチン関数 hello_world() を定義し、「Hello World」の出力後 1 秒待機します。

コルーチン関数では、await キーワードを使用して非同期タスクを一時停止し、イベント ループが他のタスクを処理できるようにします。メイン プログラムでは、asyncio.gather() メソッドを使用して、非同期メソッドを使用して複数の hello_world() 関数を同時に実行します。

複数のコルーチン関数を同時に実行するには、asyncio.gather() メソッドを使用します。プログラムは、すべてのコルーチン関数が完了するまで終了しません。

4. 概要

Python サーバー プログラミングでは、コルーチンを使用して非同期プログラミングを実装すると、パフォーマンスと応答速度が向上します。コルーチンは、スレッドまたはプロセス間のコンテキストの切り替えを減らし、システムの同時実行機能を向上させることができる軽量のスレッドです。 Python の asyncio 標準ライブラリは、コルーチンを実装するための豊富なモジュールとクラスを提供し、非同期プログラミングを容易にします。

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