Python异步编程详解：事件循环与asyncio

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asyncio事件循环是单线程协作式调度引擎，通过“一个循环、任务驱动、状态切换、回调调度”实现高并发IO；协程需封装为Task才可被调度，每次循环检查IO就绪、唤醒协程、处理await让出，且须避免阻塞调用。

Python的asyncio事件循环是异步编程的核心引擎，它不靠多线程或多进程，而是通过单线程内协作式调度实现高并发IO操作。理解它的运行机制，关键在于抓住“一个循环、任务驱动、状态切换、回调调度”这四个要点。

事件循环（Event Loop）是什么

事件循环是一个持续运行的调度器，负责：
- 跟踪所有待执行的协程（coroutine）、任务（Task）和回调（callback）
- 判断哪些IO操作已就绪（如socket可读/可写、定时器到期）
- 暂停当前协程，切换到另一个可运行的协程
- 在底层调用系统级事件通知机制（如Linux的epoll、Windows的IOCP）

每个线程最多有一个默认事件循环（主线程可通过asyncio.get_event_loop()获取），它不是全局共享的，也不能跨线程直接传递。

协程如何变成可调度的任务

定义一个async def函数只是创建了一个协程对象，它不会自动运行。必须显式将其封装为任务，才能被事件循环调度：

• asyncio.create_task(coro)：推荐方式，立即把协程包装成Task并加入事件循环就绪队列
• await coro：当前协程会暂停，等待目标协程完成，属于同步等待，不并发
• loop.create_task(coro)：低阶API，适用于自定义事件循环场景

例如：task = asyncio.create_task(fetch_data())之后，该任务就进入了“pending”状态，等待下一次循环迭代时被调度执行。

事件循环怎么推进协程执行

每次循环迭代包含几个阶段：
- 检查已完成的IO操作（比如HTTP响应到达、文件读取完毕）
- 将对应协程从“等待中”唤醒，并恢复其执行（send()方法传入结果）
- 协程遇到await时主动让出控制权，事件循环记录其等待条件（如asyncio.sleep(1)就记下1秒后唤醒）
- 若无新任务且无待处理IO，循环可能阻塞等待系统通知

注意：await后面必须是awaitable对象（协程、Task、Future或实现了__await__的对象），否则会抛TypeError。

常见误区与调试提示

不要在协程里调用阻塞函数（如time.sleep()、requests.get()），这会让整个事件循环卡住。应改用await asyncio.sleep()或aiohttp等异步库。
避免手动调用loop.run_until_complete()多次——一个事件循环只能运行一次，重复调用会报RuntimeError。
调试时可用asyncio.current_task()查看当前正在执行的任务，或asyncio.all_tasks()列出所有活跃任务。

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