python 常用的異步框架匯總整理

更新時(shí)間：2021年06月18日 15:59:36 作者：火腿蛋炒飯

自從python3推出關(guān)于異步編程的新語法之后，關(guān)于異步web框架也是如雨后春筍一般爆發(fā)，關(guān)于異步框架的性能也日漸激烈。今天就整理關(guān)于 python 的異步框架。

正文開始

asyncio 是 Python 3.4版本引入的標(biāo)準(zhǔn)庫，直接內(nèi)置了對異步IO的支持。

asyncio 在單線程內(nèi)部維護(hù)了 EventLoop 隊(duì)列，然后把需要執(zhí)行異步IO的任務(wù)添加到 EventLoop 隊(duì)列中，至于任務(wù)的完成通過類似回調(diào)的邏輯是實(shí)現(xiàn)后續(xù)的任務(wù)。如果你有 JavaScript的基礎(chǔ)那么理解python的 asyncio 很簡單，關(guān)鍵字、語法以及實(shí)現(xiàn)的原理都極其類似。

import asyncio

async def main():
    print('Hello ...')
    await asyncio.sleep(1)
    print('... World!')

# Python 3.7+
asyncio.run(main())

1. Tornado

Tornado 是一個(gè)Python web框架和異步網(wǎng)絡(luò)庫，起初由 FriendFeed 開發(fā). 通過使用非阻塞網(wǎng)絡(luò)I/O， Tornado可以支撐上萬級的連接，處理長連接, WebSockets ，和其他需要與每個(gè)用戶保持長久連接的應(yīng)用。

下面貼上官方 demo ：

import tornado.ioloop
import tornado.web

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write("Hello, world")

def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/", MainHandler),
    ])

if __name__ == "__main__":
    app = make_app()
    app.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

2. Aiohttp

一個(gè)基于 asyncio 異步的web框架，支持 websocket,不需要寫回掉的代碼、有著豐富的生態(tài)、中間價(jià)等、開箱即用的服務(wù)端與客戶端。

下面貼上官方 demo ：

# 客服端代碼
import aiohttp
import asyncio

async def main():

    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get('http://python.org') as response:

            print("Status:", response.status)
            print("Content-type:", response.headers['content-type'])

            html = await response.text()
            print("Body:", html[:15], "...")

loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(main())

# 服務(wù)端代碼
from aiohttp import web

async def handle(request):
    name = request.match_info.get('name', "Anonymous")
    text = "Hello, " + name
    return web.Response(text=text)

async def wshandle(request):
    ws = web.WebSocketResponse()
    await ws.prepare(request)

    async for msg in ws:
        if msg.type == web.WSMsgType.text:
            await ws.send_str("Hello, {}".format(msg.data))
        elif msg.type == web.WSMsgType.binary:
            await ws.send_bytes(msg.data)
        elif msg.type == web.WSMsgType.close:
            break

    return ws


app = web.Application()
app.add_routes([web.get('/', handle),
                web.get('/echo', wshandle),
                web.get('/{name}', handle)])

if __name__ == '__main__':
    web.run_app(app)

aiohttp的生態(tài)：

aiohttp-session 為 aiohttp 服務(wù)提供 sessions支持，同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)持久化數(shù)據(jù)庫。
aiohttp-debugtoolbar 為 aiohttp 提供調(diào)試的工具（記錄 asyncio 異常的堆棧信息）。
aiohttp-security 為aiohttp提供認(rèn)證以及權(quán)限相關(guān)的插件。
aiohttp-devtools aiohttp開發(fā)工具，提供開發(fā)環(huán)境的部署、靜態(tài)資源的代理。
aiohttp-cors CORS 跨域認(rèn)證支持。
aiohttp-sse 服務(wù)端事件的支持（一種服務(wù)端推送消息的服務(wù)）。
pytest-aiohttp pytest 測試框架的支持。
aiohttp-mako Mako 服務(wù)端模板渲染的支持。
aiohttp-jinja2 Jinja2 服務(wù)端模板渲染的支持（大名鼎鼎的flask的渲染引擎）。
aiozipkin 分布式系統(tǒng)中對服務(wù)追蹤，為微服務(wù)中延時(shí)問題提供數(shù)據(jù)支持。

aiohttp數(shù)據(jù)庫支持：

aiopg PostgreSQL異步支持。
aiomysql MySql 異步支持。
aioredis Redis 異步支持。
asyncpg 另外一個(gè)對 PostgreSQL 異步支持，比 aiopg 效率高，但是 api 不通用。

3.Sanic

Sanic 是一個(gè) Python 3.7+ 的基于 asyncio 的 web 服務(wù)器和web框架，目標(biāo)是提供一種簡單的方法來啟動和運(yùn)行一個(gè)易于構(gòu)建、擴(kuò)展和終極性能HTTP服務(wù)器，是一個(gè)比較類似 falsk 的異步web框架。

To provide a simple way to get up and running a highly performant HTTP server that is easy to build, to expand, and ultimately to scale.

官方demo：

from sanic import Sanic
from sanic.response import json

app = Sanic("My Hello, world app")

@app.route('/')
async def test(request):
    return json({'hello': 'world'})

if __name__ == '__main__':
    app.run()

4. FastAPI

FastAPI 是一個(gè)用于構(gòu)建API的高性能web框架，基于Python3.6+并支持標(biāo)準(zhǔn)的 Python 類型提示。同時(shí)是最快的 Python web框架之一，可與 NodeJS 和 Go 比肩（主要?dú)w功于 Starlette 和 Pydantic）。

from typing import Optional

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()


@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}


@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: Optional[str] = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}

# 啟動 uvicorn main:app --reload
# pip install uvicorn[standard]

5. Ruia

一個(gè)基于asyncio和aiohttp的異步爬蟲框架，目標(biāo)在于讓開發(fā)者編寫爬蟲盡可能地方便快速。國人開發(fā)中文文檔的支持，方便快速的構(gòu)建爬蟲項(xiàng)目，自定義HTML解析工具，快速獲取頁面數(shù)據(jù)。

官方demo：

import asyncio

from ruia import Item, TextField, AttrField


class HackerNewsItem(Item):
    target_item = TextField(css_select='tr.athing')
    title = TextField(css_select='a.storylink')
    url = AttrField(css_select='a.storylink', attr='href')


async def test_item():
    url = 'https://news.ycombinator.com/news?p=1'
    async for item in HackerNewsItem.get_items(url=url):
        print('{}: {}'.format(item.title, item.url))


if __name__ == '__main__':
    # Python 3.7 Required.
    asyncio.run(test_item()) 

    # For Python 3.6
    # loop = asyncio.get_event_loop()
    # loop.run_until_complete(test_item())

總結(jié)

隨著 python 社區(qū)對異步支持的愈發(fā)友好，異步框架的生態(tài)也愈發(fā)完善。Tornado 是我第一個(gè)接觸到的一步框架，現(xiàn)如今伴隨著最快 python web 框架之爭，Tornado也漸漸跌落神壇。但是至于誰是最快的并不重要，重要的是生態(tài)，避免重復(fù)造輪子才是重要的。

PS：

我記得之前了解 Sanic 的時(shí)候它還是基于 aiohttp 開發(fā)的 web 框架，現(xiàn)如今已經(jīng)重構(gòu)了大部分代碼，核心組件也都自己實(shí)現(xiàn)。
tornado 雖然語法過時(shí)了，但是應(yīng)該是最成熟、最早以及文檔最多的一個(gè)異步框架。
之前用tornado的時(shí)候還需要造關(guān)于異步操作的輪子，現(xiàn)如今生態(tài)日趨完善。

最后如果你想使用異步的框架，那么記得所有的IO操作均需要異步操作實(shí)現(xiàn)，否則會大大影響性能。（比如第三方的短信服務(wù)不能直接使用同步代碼的sdk ）