同步和异步

    故事的背景

    Python 可以写多线程，但常见的 CPython 受 GIL 影响，同一时刻通常只有一个线程在执行 Python 字节码。所以对 CPU 密集型任务来说，它不擅长靠线程把多个核心全部跑满，可简单理解为Python通常单线程。

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    同步模式很好理解：代码按顺序执行，上一行没结束，下一行就不能开始。这种方式简单直观，但遇到耗时操作时会阻塞后面的代码。比如：

    • 用户点击按钮后，界面长时间无响应
    • 一个网络请求没返回，整个程序都停在那里
    • CPU 明明空闲，却只能等 IO 完成

    问题的关键是：很多耗时并不是在“计算”，而是在“等待”。等待网络、文件、数据库时，CPU 其实可以先去做别的事。

    而异步（Asynchronous）解决的就是这个问题：遇到需要等待的任务，先挂起它，转头处理别的事情；等结果准备好了，再回来继续。

    sync.png

    Tip

    其实，人本身既像多线程，也像异步。你想想平时：你点了外卖后，不会一直站在门口等；而是继续刷手机、聊天。等外卖到了，再回来处理外卖。这其实就是“异步”：遇到耗时任务，先不傻等，去做别的事，等结果回来再继续。而你还能同时聊天、听歌、思考事情，这又有点像“多线程”。

    哪些可异步

    异步适合“耗时，但不需要 CPU 一直盯着”的任务，例如网络请求、文件读写、数据库查询、定时等待等。它们的共同点是：任务本身不难算，主要时间都花在等结果。

    下面这段代码里，请求发出后，程序不会一直卡在原地，而是先执行后面的代码，最后再通过 await task 等结果。

    import asyncio
import httpx

async def get_user():
    print("开始请求")
    async with httpx.AsyncClient() as client:
        res = await client.get("https://api.example.com/user")
    print("请求结束")
    return res.json()

async def main():
    task = asyncio.create_task(get_user())
    print("我先执行后面的代码")
    user = await task
    print(user)

asyncio.run(main())

    异步的底层实现

    异步的核心是 Event Loop（事件循环）。它负责决定：哪个任务先跑，哪个任务先挂起，哪个任务可以恢复。比如：

    res = await client.get(...)

    执行到 await 时，如果结果还没准备好，事件循环会挂起当前任务，先去执行别的任务。等网络数据返回后，再回到刚才暂停的位置继续执行。所以异步不是让单个任务本身变快，而是让程序在等待期间别闲着。

    在 Python 里，异步任务不会自己运行，必须交给事件循环管理，asyncio.run() 会启动事件循环，它会调度任务、挂起任务、恢复任务，并等待 IO 事件完成：

    asyncio.run(main())

    asyncio 是 Python 官方提供的异步模块，其他常见异步方案还有：trio、curio、twisted、gevent