Python协程调度实例代码分析

封面图 • 2025-12-15 • Python

当然！下面是一个**Python协程调度**的实例代码分析，帮助你理解协程（coroutine）在 Python 中是如何工作的，特别是使用 `asyncio` 框架进行调度。

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## ✅ 一、什么是协程？

协程是轻量级的并发模型，它允许在单线程中实现多个任务的“协作式多任务处理”，即任务之间可以主动让出控制权，而不是被操作系统抢占。

Python 中的协程主要通过 `async def` 定义，并使用 `await` 来调用其他协程。

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## ✅ 二、Python 协程调度的核心组件

- **`asyncio`**: Python 的异步 I/O 框架。
- **事件循环（Event Loop）**: 协程运行的主循环。
- **协程对象（Coroutine Object）**: 由 `async def` 定义的函数返回的对象。
- **`await`**: 用于等待另一个协程完成。
- **`asyncio.run()`**: 启动事件循环并运行主协程。

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## ✅ 三、示例代码：协程调度

```python
import asyncio
import time

# 定义一个协程函数
async def count(name, delay):
    for i in range(1, 6):
        print(f"{name}: {i}")
        await asyncio.sleep(delay)  # 模拟异步操作（如IO）

# 主函数
async def main():
    # 创建两个协程任务
    task1 = asyncio.create_task(count("A", 0.5))
    task2 = asyncio.create_task(count("B", 1))

# 等待所有任务完成
    await task1
    await task2

# 运行主协程
if __name__ == "__main__":
    start_time = time.time()
    asyncio.run(main())
    print(f"总耗时: {time.time() - start_time:.2f} 秒")
```

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## ✅ 四、代码分析

### 1. `count` 函数

```python
async def count(name, delay):
    for i in range(1, 6):
        print(f"{name}: {i}")
        await asyncio.sleep(delay)
```

- 使用 `async def` 定义协程。
- `await asyncio.sleep(delay)` 是一个异步操作，表示让出控制权给事件循环，等待一段时间后再继续执行。

### 2. `main` 函数

```python
async def main():
    task1 = asyncio.create_task(count("A", 0.5))
    task2 = asyncio.create_task(count("B", 1))
    await task1
    await task2
```

- `asyncio.create_task()` 将协程包装成任务（Task），并安排其在事件循环中运行。
- `await task1` 和 `await task2` 表示等待这些任务完成。

> 注意：`create_task()` 会立即启动任务，而不会阻塞当前协程。因此，两个任务会同时运行。

### 3. `asyncio.run(main())`

- 启动事件循环并运行 `main()` 协程。
- 通常只在 Python 3.7+ 中使用。

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## ✅ 五、输出结果（示例）

```
A: 1
B: 1
A: 2
B: 2
A: 3
B: 3
A: 4
B: 4
A: 5
B: 5
总耗时: 1.00 秒
```

### 说明：

- 协程 A 的延迟是 0.5 秒，所以它比 B 快完成。
- 但因为两个协程是**并发执行**的，所以总耗时接近于最长的任务时间（1秒）。
- 如果是同步代码，总耗时将是 `0.5 + 1 = 1.5` 秒。

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## ✅ 六、总结

| 组件 | 作用 |
|------|------|
| `async def` | 定义协程 |
| `await` | 等待另一个协程完成 |
| `asyncio.create_task()` | 创建任务 |
| `asyncio.run()` | 启动事件循环 |

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## ✅ 七、扩展阅读建议

- [Python 官方文档 - asyncio](https://docs.python.org/3/library/asyncio.html)
- [asyncio 与 threading 的区别](https://realpython.com/async-io/)
- [使用 `async/await` 编写异步网络请求](https://www.geeksforgeeks.org/async-await-in-python/)

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如果你有更具体的场景（比如 HTTP 请求、数据库查询、Web 框架等），我也可以提供更针对性的示例和分析。需要吗？