Самый простой пример async/await, возможный в Python

Приведем примеры разных решения одной и той же проблемы.
Случай 1: простой питоновский код
import time
def sleep():
print(f'Time: {time.time() - start:.2f}')
time.sleep(1)
def sum(name, numbers):
total = 0
for number in numbers:
print(f'Task {name}: Computing {total}+{number}')
sleep()
total += number
print(f'Task {name}: Sum = {total}\n')
start = time.time()
tasks = [
sum("A", [1, 2]),
sum("B", [1, 2, 3]),
]
end = time.time()
print(f'Time: {end-start:.2f} sec')
Task A: Computing 0+1
Time: 0.00
Task A: Computing 1+2
Time: 1.00
Task A: Sum = 3
Task B: Computing 0+1
Time: 2.01
Task B: Computing 1+2
Time: 3.01
Task B: Computing 3+3
Time: 4.01
Task B: Sum = 6
Time: 5.02 sec
Случай 2: Неправильное использование async/await
import asyncio
import time
async def sleep():
print(f'Time: {time.time() - start:.2f}')
time.sleep(1)
async def sum(name, numbers):
total = 0
for number in numbers:
print(f'Task {name}: Computing {total}+{number}')
await sleep()
total += number
print(f'Task {name}: Sum = {total}\n')
start = time.time()
loop = asyncio.get_event_loop()
tasks = [
loop.create_task(sum("A", [1, 2])),
loop.create_task(sum("B", [1, 2, 3])),
]
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))
loop.close()
end = time.time()
print(f'Time: {end-start:.2f} sec')
Вывод:
Task A: Computing 0+1
Time: 0.00
Task A: Computing 1+2
Time: 1.00
Task A: Sum = 3
Task B: Computing 0+1
Time: 2.01
Task B: Computing 1+2
Time: 3.01
Task B: Computing 3+3
Time: 4.01
Task B: Sum = 6
Time: 5.01 sec
Случай 3: async/await сделаный правильно
То же, что и в случае 2, за исключением функции sleep:
async def sleep():
print(f'Time: {time.time() - start:.2f}')
await asyncio.sleep(1)
Вывод:
Task A: Computing 0+1
Time: 0.00
Task B: Computing 0+1
Time: 0.00
Task A: Computing 1+2
Time: 1.00
Task B: Computing 1+2
Time: 1.00
Task A: Sum = 3
Task B: Computing 3+3
Time: 2.00
Task B: Sum = 6
Time: 3.01 sec
Случай 1 и случай 2 работают по 5 секунд, тогда как случай 3 работаает всего 3 секунды. Таким образом, правильно выполненный async/await работает быстрее.
Причина различия кроется в реализации функции sleep на Python.
# case 1
def sleep():
...
time.sleep(1)
# case 2
async def sleep():
...
time.sleep(1)
# case 3
async def sleep():
...
await asyncio.sleep(1)
В случае 1 и 2 они «одинаковы»: они «спят», не позволяя другим частям программы использовать ресурсы.
В случае 2 мы добавили асинхронность к обычной функции. Однако цикл событий будет запускать его без сна(sleep). Почему? Потому что мы не сказали, где циклу разрешено прерывать функцию для запуска другой задачи.
В случае 3 мы указали циклу обработки событий, где именно следует прервать функцию, чтобы запустить другую задачу.
await asyncio.sleep(1)