5. 使用Asyncio控制任务

Asyncio是用来处理事件循环中的异步进程和并发任务执行的。它还提供了 asyncio.Task() 类，可以在任务中使用协程。它的作用是，在同一事件循环中,运行某一个任务的同时可以并发地运行多个任务。当协程被包在任务中，它会自动将任务和事件循环连接起来，当事件循环启动的时候，任务自动运行。这样就提供了一个可以自动驱动协程的机制。

5.1. 准备工作

Asyncio模块为我们提供了 asyncio.Task(coroutine) 方法来处理计算任务，它可以调度协程的执行。任务对协程对象在事件循环的执行负责。如果被包裹的协程要从future yield，那么任务会被挂起，等待future的计算结果。

当future计算完成，被包裹的协程将会拿到future返回的结果或异常（exception）继续执行。另外，需要注意的是，事件循环一次只能运行一个任务，除非还有其它事件循环在不同的线程并行运行，此任务才有可能和其他任务并行。当一个任务在等待future执行的期间，事件循环会运行一个新的任务。

"""
Asyncio using Asyncio.Task to execute three math function in parallel
"""
import asyncio
@asyncio.coroutine
def factorial(number):
    f = 1
    for i in range(2, number + 1):
        print("Asyncio.Task: Compute factorial(%s)" % (i))
        yield from asyncio.sleep(1)
        f *= i
    print("Asyncio.Task - factorial(%s) = %s" % (number, f))

@asyncio.coroutine
def fibonacci(number):
    a, b = 0, 1
    for i in range(number):
        print("Asyncio.Task: Compute fibonacci (%s)" % (i))
        yield from asyncio.sleep(1)
        a, b = b, a + b
    print("Asyncio.Task - fibonacci(%s) = %s" % (number, a))

@asyncio.coroutine
def binomialCoeff(n, k):
    result = 1
    for i in range(1, k+1):
        result = result * (n-i+1) / i
        print("Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (%s)" % (i))
        yield from asyncio.sleep(1)
    print("Asyncio.Task - binomialCoeff(%s , %s) = %s" % (n, k, result))

if __name__ == "__main__":
    tasks = [asyncio.Task(factorial(10)),
             asyncio.Task(fibonacci(10)),
             asyncio.Task(binomialCoeff(20, 10))]
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
    loop.close()

5.2. 如何做…

在下面的代码中，我们展示了三个可以被 Asyncio.Task() 并发执行的数学函数。

运行的结果如下：

python3 task.py
Asyncio.Task: Compute factorial(2)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (0)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (1)
Asyncio.Task: Compute factorial(3)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (1)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (2)
Asyncio.Task: Compute factorial(4)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (2)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (3)
Asyncio.Task: Compute factorial(5)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (3)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (4)
Asyncio.Task: Compute factorial(6)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (4)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (5)
Asyncio.Task: Compute factorial(7)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (5)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (6)
Asyncio.Task: Compute factorial(8)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (6)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (7)
Asyncio.Task: Compute factorial(9)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (7)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (8)
Asyncio.Task: Compute factorial(10)
Asyncio.Task: Compute fibonacci (8)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (9)
Asyncio.Task - factorial(10) = 3628800
Asyncio.Task: Compute fibonacci (9)
Asyncio.Task: Compute binomialCoeff (10)
Asyncio.Task - fibonacci(10) = 55
Asyncio.Task - binomialCoeff(20 , 10) = 184756.0

5.3. 讨论

在这个例子中，我们定义了三个协程， factorial, fibonacci 和 binomialCoeff ，每一个都带有 asyncio.coroutine 装饰器：

@asyncio.coroutine
def factorial(number):
    do Something

@asyncio.coroutine
def fibonacci(number):
    do Something

@asyncio.coroutine
def binomialCoeff(n, k):
    do Something

为了能并行执行这三个任务，我们将其放到一个task的list中：

if __name__ == "__main__":
    tasks = [asyncio.Task(factorial(10)),
             asyncio.Task(fibonacci(10)),
             asyncio.Task(binomialCoeff(20, 10))]

得到事件循环：

loop = asyncio.get_event_loop()

然后运行任务：

loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))

这里， asyncio.wait(tasks) 表示运行直到所有给定的协程都完成。

最后，关闭事件循环：

loop.close()