Python协程入门：异步编程的魔法

在Python中，协程（Coroutines）是一种非常强大的特性，它允许我们以一种看似同步的方式编写异步代码。这在处理I/O密集型任务时尤其有用，比如网络请求或文件读写。本文将带你了解协程的基本概念，并通过一个简单的代码案例来展示如何使用它们。

协程的基础

协程是一种程序组件，它允许你暂停执行并在稍后恢复。在Python中，协程是通过生成器（Generators）和async/await语法来实现的。从Python 3.4开始，asyncio库引入了原生的协程支持。

生成器

生成器是一种特殊的迭代器，它允许你在函数执行过程中暂停和恢复。通过yield关键字，你可以从生成器中产生值。

def simple_generator():
    print("开始执行")
    val = yield "暂停点"
    print(f"接收到值: {val}")
    print("继续执行")

gen = simple_generator()
next(gen)  # 开始执行到第一个yield
gen.send("你好")  # 从暂停点继续执行，并发送值
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协程函数

协程函数（也称为异步函数）使用async def定义。它们在调用时不会立即执行，而是返回一个协程对象，可以通过await来执行。

async def simple_coroutine():
    print("开始执行")
    await asyncio.sleep(1)  # 模拟异步操作
    print("异步操作完成")

# 运行协程
asyncio.run(simple_coroutine())
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代码案例：异步网络请求

让我们通过一个简单的案例来展示协程在实际应用中的作用。我们将使用aiohttp库来异步地发送HTTP请求。

首先，确保安装了aiohttp库：

pip install aiohttp
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然后，编写以下代码：

import asyncio
import aiohttp

async def fetch_url(session, url):
    async with session.get(url) as response:
        return await response.text()

async def main():
    urls = ['http://example.com', 'http://example.org']
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        tasks = [fetch_url(session, url) for url in urls]
        responses = await asyncio.gather(*tasks)
        for url, response in zip(urls, responses):
            print(f"从 {url} 获取的内容: {response[:50]}...")

# 运行主函数
asyncio.run(main())
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在这个案例中，我们定义了一个fetch_url协程函数，它使用aiohttp库异步地获取网页内容。在main函数中，我们创建了一个会话，并为每个URL创建了一个任务。然后，我们使用asyncio.gather来并发地执行这些任务，这样可以显著提高程序的效率。

结论

协程是Python异步编程的关键，它们使得编写高效、易于理解的异步代码成为可能。通过本文的介绍和代码案例，你应该对协程有了基本的了解。现在，你可以尝试在你的项目中使用协程来处理异步任务了。记住，协程的世界远不止这些，还有更多高级特性等待你去探索。