Tornado 协程

同步异步I/O客户端

from tornado.httpclient import HTTPClient,AsyncHTTPClient
 
def ssync_visit():
    http_client = HTTPClient()
    response = http_client.fetch('www.baidu.com') # 阻塞，直到网站请求完成
    print(response.body)
 
def hendle_response(response):
    print(response.body)
def async_visit():
    http_client = AsyncHTTPClient()
    http_client.fetch('www.baidu.com',callback=hendle_response) # 非阻塞
 
async_visit()

协程

1、编写协程函数

from tornado import gen # 引入协程库
 
from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient
 
@gen.coroutine
def coroutine_visit():
    http_client = AsyncHTTPClient()
    response = yield http_client.fetch('www.baidu.com')
    print(response.body)

2、调用协程函数

由于Tornado协程基于python的yield关键字实现，所以不能调用普通函数一样调用协程函数

协程函数可通过以下三种方式调用

• 在本身是协程的函数内通过yield关键字调用
• 在IOLoop尚未启动时，通过IOLoop的run_sync()函数调用
• 在IOLoop已经启动时，通过IOLoop的spawn_callback()函数调用

　　下面是一个通过协程函数调用协程函数的例子

@gen.coroutine
def outer_coroutine():
    print('开始调用另一个协程')
    yield coroutine_visit()
    print('outer_coroutine 调用结束')

outer_coroutine和coroutine_visit都是协程函数，他们之间可以通过yield关键字进行调用
 
IOLoop 是Tornado的主事件循环对象，Tornado程序通过它监听外部客户端的访问请求，并执行相应的操作，当程序尚未进入IOLoop的runing状态时，可以通过run_sync()函数调用协程函数，比如：

from tornado import gen # 引入协程库
from tornado.ioloop import IOLoop
from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient
 
@gen.coroutine
def coroutine_visit():
    http_client = AsyncHTTPClient()
    response = yield http_client.fetch('http://www.baidu.com')
    print(response.body)
 
def func_normal():
    print('开始调用协程')
    IOLoop.current().run_sync(lambda: coroutine_visit())
    print('结束协程调用')
func_normal()

本例中run_sync()函数将当前函数的执行进行阻塞，直到被调用的协程执行完成

Tornado 要求协程函数在IOloop的running状态才能被调用，只不过run_sync函数自动完成了启动，停止IOLoop的步骤，他的实现逻辑为：启动IOLoop-调用被lambda封装的协程函数-停止IOLoop

当tornado程序已经处于running 状态时协程的调用如下：

def func_normal():
    print('开始调用协程')
    IOLoop.current().spawn_callback(coroutine_visit)
    print('结束协程调用')
func_normal()

开始调用协程
结束协程调用

本例中spawn_callback函数不会等待被调用的协程执行完成，而协程函数将会由IOLoop在合适的时机进行调用，并且spawn_callback函数没有提供电泳返回值的方法，所以hi能用该函数调用没有返回值的协程函数

3、在协程中调用阻塞函数

在协程中直接调用阻塞函数会影响协程本身的性能，所以tornado提供了在协程中利用线程池调度阻塞函数，从而不影响协程本身继续执行的方法，实例代码如下：

from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
from tornado import gen
thread_pool = ThreadPoolExecutor(2)
 
def mySleep(count):
    import time
    for i in range(count):
        time.sleep(1)
 
@gen.coroutine
def call_backing():
    print('开始调用当前函数')
    yield thread_pool.submit(mySleep,10)
    print('结束调用')
 
call_backing()

4、在协程中的等待多个异步调用

tornado允许在协程中用一个yield关键字等待多个异步调用，只需把这些调用用列表或字典的方式传递给yield关键字即可

实例如下：

from tornado import gen # 引入协程库
from tornado.ioloop import IOLoop
from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient
 
@gen.coroutine
def coroutine_visit():
    http_client = AsyncHTTPClient()
    list_response = yield [http_client.fetch('http://www.baidu.com'),
                           http_client.fetch('http://www.sina.com'),
                           http_client.fetch('http://www.163.com')
                           ]
    for response in list_response:
        print(response.body)
 
def func_normal():
    print('开始调用协程')
    IOLoop.current().run_sync(lambda: coroutine_visit())
    print('结束协程调用')
func_normal()

字典同理，不再演示

Tornado 网站

异步化，协程化

当大量客户端高并发请求场景出现时，需要用到两种方式改变同步的处理请求流程

• 异步化：针对RequestHandler的处理函数使用@tornado.web.asynchronous修饰器，将默认同步机制改成异步机制
• 协程化：针对RequestHandler的处理函数使用@tornado.gen.coroutine修饰器，将默认的同步机制还成协程机制

1、异步化

from tornado import web,httpclient
import tornado
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
 
    @tornado.web.asynchronous
    def get(self):
        http = tornado.httpclient.AsyncHTTPClient()
        http.fetch('http://www.baidu.com',callback=self.on_response)
    def on_response(self,response):
        if response.error:
            raise tornado.web.HTTPError(500)
        self.write(response.body)
        self.finish()

用@tornado.web.asynchronous 定义HTTP访问处理函数get(),当get函数返回时对该访问的请求尚未完成，所以tornado无法发送响应给客户端，只有随后的回掉函数中的finsh函数被调用时，tornado才知道本次处理已经完成，可以发送响应给客户端

异步虽然提高了并发能力，但是编程方法更繁琐

2、协程化

tornado 协程结合同步异步的优点，

import tornado.web
import tornado.httpclient
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
 
    @tornado.gen.coroutine
    def get(self):
        http = tornado.httpclient.AsyncHTTPClient()
        response = yield http.fetch('http://www.baidu.com')
        self.write(response.body)

用tornado.gen.coroutine装饰MainHandler的get(),post()函数

使用异步对象处理耗时操作，比如AsyncHTTPClient

调用yield关键字获取异步对象的处理结果

实践中的异步

下各项同步（阻塞）的，如果在 tornado 中按照之前的方式只用它们，就是把 tornado 的非阻塞、异步优势削减了。

• 数据库的所有操作，不管你的数据是 SQL 还是 noSQL，connect、insert、update 等
• 文件操作，打开，读取，写入等
• time.sleep
• smtplib，发邮件的操作
• 一些网络操作，比如 tornado 的 httpclient 以及 pycurl 等

解决方法

• 在数据库方面，由于种类繁多，不能一一说明，比如 mysql，可以使用adb模块来实现 python 的异步 mysql 库；对于 mongodb 数据库，有一个非常优秀的模块，专门用于在 tornado 和 mongodb 上实现异步操作，它就是 motor。
• 文件操作方面也没有替代模块，只能尽量控制好 IO，或者使用内存型（Redis）及文档型（MongoDB）数据库。
• time.sleep() 在 tornado 中有替代：yield tornado.gen.sleep() 或者tornado.ioloop.IOLoop.instance().add_timeout
• smtp 发送邮件，推荐改为 tornado-smtp-client。
• 对于网络操作，要使用 tornado.httpclient.AsyncHTTPClient。

greenlet-tornado 可以实现用专门的库来实现tornado 的异步而不使用装饰器的异步