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@ -23,13 +23,13 @@ async def read_results(): |
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/// note | 注意 |
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你只能在被 `async def` 创建的函数内使用 `await` |
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你只能在被 `async def` 创建的函数内使用 `await`。 |
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/// |
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如果你正在使用一个第三方库和某些组件(比如:数据库、API、文件系统...)进行通信,第三方库又不支持使用 `await` (目前大多数数据库三方库都是这样),这种情况你可以像平常那样使用 `def` 声明一个路径操作函数,就像这样: |
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如果你正在使用一个第三方库和某些组件(比如:数据库、API、文件系统等)进行通信,而该第三方库不支持使用 `await`(目前大多数数据库库都是这样),这种情况你可以像平常那样使用 `def` 声明一个路径操作函数,就像这样: |
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```Python hl_lines="2" |
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@app.get('/') |
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@ -40,15 +40,15 @@ def results(): |
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如果你的应用程序不需要与其他任何东西通信而等待其响应,请使用 `async def`,即使函数内部不需要使用 `await`。 |
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如果你的应用程序(以某种方式)不需要与其他任何东西通信而等待其响应,请使用 `async def`,即使函数内部不需要使用 `await`。 |
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如果你不清楚,使用 `def` 就好. |
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如果你不清楚,使用 `def` 就好。 |
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**注意**:你可以根据需要在路径操作函数中混合使用 `def` 和 `async def`,并使用最适合你的方式去定义每个函数。FastAPI 将为他们做正确的事情。 |
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**注意**:你可以根据需要在路径操作函数中混合使用 `def` 和 `async def`,并使用最适合你的方式去定义每个函数。FastAPI 将为它们做正确的事情。 |
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无论如何,在上述任何情况下,FastAPI 仍将异步工作,速度也非常快。 |
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@ -56,7 +56,7 @@ def results(): |
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## 技术细节 { #technical-details } |
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Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 `await` 语法的东西来写**”异步代码“**。 |
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Python 的现代版本支持通过一种叫**“协程”**——使用 `async` 和 `await` 语法的东西来写**“异步代码”**。 |
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让我们在下面的部分中逐一介绍: |
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@ -66,24 +66,24 @@ Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 |
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## 异步代码 { #asynchronous-code } |
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异步代码仅仅意味着编程语言 💬 有办法告诉计算机/程序 🤖 在代码中的某个点,它 🤖 将不得不等待在某些地方完成一些事情。让我们假设一些事情被称为 "慢文件"📝. |
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异步代码仅仅意味着编程语言 💬 有办法告诉计算机/程序 🤖 在代码中的某个点,它 🤖 将不得不等待在某些地方完成一些事情。让我们假设一些事情被称为 "慢文件"📝。 |
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所以,在等待"慢文件"📝完成的这段时间,计算机可以做一些其他工作。 |
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然后计算机/程序 🤖 每次有机会都会回来,因为它又在等待,或者它 🤖 完成了当前所有的工作。而且它 🤖 将查看它等待的所有任务中是否有已经完成的,做它必须做的任何事情。 |
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接下来,它 🤖 完成第一个任务(比如是我们的"慢文件"📝) 并继续与之相关的一切。 |
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接下来,它 🤖 取第一个完成的任务(比如是我们的"慢文件"📝)并继续与之相关的一切。 |
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这个"等待其他事情"通常指的是一些相对较慢(与处理器和 RAM 存储器的速度相比)的 <abbr title="Input and Output - 输入和输出">I/O</abbr> 操作,比如说: |
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这个"等待其他事情"通常指的是一些相对较慢(与处理器和 RAM 存储器的速度相比)的 <abbr title="Input and Output - 输入和输出">I/O</abbr> 操作,比如说等待: |
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* 通过网络发送来自客户端的数据 |
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* 客户端接收来自网络中的数据 |
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* 磁盘中要由系统读取并提供给程序的文件的内容 |
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* 程序提供给系统的要写入磁盘的内容 |
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* 客户端通过网络接收由你的程序发送的数据 |
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* 磁盘中文件的内容被系统读取并提供给你的程序 |
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* 你的程序提供给系统的内容被写入磁盘 |
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* 一个 API 的远程调用 |
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* 一个数据库操作,直到完成 |
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* 一个数据库查询,直到返回结果 |
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* 等等. |
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* 等等。 |
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这个执行的时间大多是在等待 <abbr title="Input and Output - 输入和输出">I/O</abbr> 操作,因此它们被叫做 "I/O 密集型" 操作。 |
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@ -139,7 +139,7 @@ Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 |
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<img src="/img/async/concurrent-burgers/concurrent-burgers-07.png" class="illustration"> |
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/// info | 信息 |
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/// note | 注意 |
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漂亮的插画来自 [Ketrina Thompson](https://www.instagram.com/ketrinadrawsalot)。🎨 |
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@ -149,23 +149,23 @@ Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 |
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在那个故事里,假设你是计算机程序 🤖。 |
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当你在排队时,你只是闲着😴, 轮到你前不做任何事情(仅排队)。但排队很快,因为收银员只接订单(不准备订单),所以这一切都还好。 |
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当你在排队时,你只是闲着😴,等待轮到你,不做任何非常“有成效”的事情。但排队很快,因为收银员只接订单(不准备订单),所以这一切都还好。 |
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然后,当轮到你时,需要你做一些实际性的工作,比如查看菜单,决定你想要什么,让你的恋人选择,支付,检查你是否提供了正确的账单或卡,检查你的收费是否正确,检查订单是否有正确的项目,等等。 |
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然后,当轮到你时,需要你做一些实际性的“有成效”的工作,比如查看菜单,决定你想要什么,让你的恋人选择,支付,检查你是否提供了正确的账单或卡,检查你的收费是否正确,检查订单是否有正确的项目,等等。 |
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此时,即使你仍然没有汉堡,你和收银员的工作也"暂停"了⏸, 因为你必须等待一段时间 🕙 让你的汉堡做好。 |
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此时,即使你仍然没有汉堡,你和收银员的工作也“暂停”了⏸,因为你必须等待一段时间 🕙 让你的汉堡做好。 |
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但是,当你离开柜台并坐在桌子旁,在轮到你的号码前的这段时间,你可以将焦点切换到 🔀 你的恋人上,并做一些"工作"⏯ 🤓。你可以做一些非常"有成效"的事情,比如和你的恋人调情😍. |
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但是,当你离开柜台并坐在桌子旁,手里拿着你的号码时,你可以将焦点切换到 🔀 你的恋人上,并在这上面“工作”⏯ 🤓。你可以做一些非常“有成效”的事情,比如和你的恋人调情😍。 |
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之后,收银员 💁 把号码显示在显示屏上,并说到 "汉堡做好了",而当显示的号码是你的号码时,你不会立刻疯狂地跳起来。因为你知道没有人会偷你的汉堡,因为你有你的号码,而其他人又有他们自己的号码。 |
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之后,收银员 💁 把号码显示在显示屏上,并说到“汉堡做好了”,而当显示的号码变成你的号码时,你不会立刻疯狂地跳起来。因为你知道没有人会偷你的汉堡,因为你有你的号码,而其他人又有他们自己的号码。 |
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所以你要等待你的恋人完成故事(完成当前的工作⏯ /正在做的事🤓), 轻轻微笑,说你要吃汉堡⏸. |
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所以你要等待你的恋人完成故事(完成当前的工作 ⏯ / 正在处理的任务 🤓),轻轻微笑,说你要去拿汉堡 ⏸。 |
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然后你去柜台🔀, 到现在初始任务已经完成⏯, 拿起汉堡,说声谢谢,然后把它们送到桌上。这就完成了与计数器交互的步骤/任务⏹. 这反过来又产生了一项新任务,即"吃汉堡"🔀 ⏯, 上一个"拿汉堡"的任务已经结束了⏹. |
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然后你去柜台 🔀,回到现在已经完成 ⏯ 的初始任务,拿起汉堡,说声谢谢,然后把它们送到桌上。这就完成了与柜台交互的那个步骤/任务 ⏹。这反过来又产生了一项新任务,即“吃汉堡”🔀 ⏯,而上一个“拿汉堡”的任务已经结束了 ⏹。 |
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### 并行汉堡 { #parallel-burgers } |
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现在让我们假设不是"并发汉堡",而是"并行汉堡"。 |
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现在让我们假设不是“并发汉堡”,而是“并行汉堡”。 |
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你和你的恋人一起去吃并行快餐。 |
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@ -187,9 +187,9 @@ Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 |
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<img src="/img/async/parallel-burgers/parallel-burgers-03.png" class="illustration"> |
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当你和你的恋人忙于不让任何人出现在你面前,并且在他们到来的时候拿走你的汉堡时,你无法关注到你的恋人。😞 |
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当你和你的恋人忙于不让任何人出现在你面前,并且在它们到来的时候拿走你的汉堡时,你无法关注到你的恋人。😞 |
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这是"同步"的工作,你被迫与服务员/厨师 👨🍳"同步"。你在此必须等待 🕙 ,在收银员/厨师 👨🍳 完成汉堡并将它们交给你的确切时间到达之前一直等待,否则其他人可能会拿走它们。 |
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这是“同步”的工作,你被迫与收银员/厨师 👨🍳“同步”。你必须 🕙 等待,并在收银员/厨师 👨🍳 完成汉堡并将它们交给你的确切时刻出现在那儿,否则其他人可能会拿走它们。 |
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<img src="/img/async/parallel-burgers/parallel-burgers-04.png" class="illustration"> |
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@ -197,15 +197,15 @@ Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 |
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<img src="/img/async/parallel-burgers/parallel-burgers-05.png" class="illustration"> |
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你拿着汉堡,和你的情人一起上桌。 |
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你拿着汉堡,和你的恋人一起上桌。 |
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你们仅仅是吃了它们,就结束了。⏹ |
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<img src="/img/async/parallel-burgers/parallel-burgers-06.png" class="illustration"> |
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没有太多的交谈或调情,因为大部分时间 🕙 都在柜台前等待😞。 |
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没有太多的交谈或调情,因为大部分时间 🕙 都在柜台前等待。😞 |
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/// info | 信息 |
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/// note | 注意 |
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漂亮的插画来自 [Ketrina Thompson](https://www.instagram.com/ketrinadrawsalot)。🎨 |
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@ -213,7 +213,7 @@ Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 |
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在这个并行汉堡的场景中,你是一个计算机程序 🤖 且有两个处理器(你和你的恋人),都在等待 🕙 ,并投入他们的注意力 ⏯ 在柜台上等待了很长一段时间。 |
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在这个并行汉堡的场景中,你是一个计算机程序 🤖 且有两个处理器(你和你的恋人),都在等待 🕙,并将他们的注意力 ⏯ 投入到长时间“在柜台前等待”🕙 上。 |
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这家快餐店有 8 个处理器(收银员/厨师)。而并发汉堡店可能只有 2 个(一个收银员和一个厨师)。 |
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@ -223,31 +223,31 @@ Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 |
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这将是与汉堡的类似故事。🍔 |
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一种更"贴近生活"的例子,想象一家银行。 |
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一种更“贴近生活”的例子,想象一家银行。 |
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直到最近,大多数银行都有多个出纳员 👨💼👨💼👨💼👨💼 还有一条长长排队队伍 🕙🕙🕙🕙🕙🕙🕙🕙。 |
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所有收银员都是一个接一个的在客户面前做完所有的工作👨💼⏯. |
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所有收银员都是一个接一个地在客户面前做完所有的工作 👨💼⏯。 |
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你必须经过 🕙 较长时间排队,否则你就没机会了。 |
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你必须在队伍里 🕙 排很久,否则就会错过你的顺序。 |
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你可不会想带你的恋人 😍 和你一起去银行办事🏦. |
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你可不会想带你的恋人 😍 和你一起去银行办事 🏦。 |
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### 汉堡结论 { #burger-conclusion } |
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在"你与恋人一起吃汉堡"的这个场景中,因为有很多人在等待🕙, 使用并发系统更有意义⏸🔀⏯. |
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在“你与恋人一起吃汉堡”的这个场景中,因为有很多人在等待 🕙,使用并发系统更有意义 ⏸🔀⏯。 |
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大多数 Web 应用都是这样的。 |
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你的服务器正在等待很多很多用户通过他们不太好的网络发送来的请求。 |
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你的服务器正在等待 🕙 很多很多用户通过他们不太好的网络发送来的请求。 |
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然后再次等待 🕙 响应回来。 |
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这个"等待" 🕙 是以微秒为单位测量的,但总的来说,最后还是等待很久。 |
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这个“等待”🕙 是以微秒为单位测量的,但总的来说,最后还是等待很久。 |
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这就是为什么使用异步对于 Web API 很有意义的原因 ⏸🔀⏯。 |
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这就是为什么为 Web API 使用异步 ⏸🔀⏯ 很有意义。 |
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这种异步机制正是 NodeJS 受到欢迎的原因(尽管 NodeJS 不是并行的),以及 Go 作为编程语言的优势所在。 |
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这种异步机制正是 NodeJS 受到欢迎的原因(尽管 NodeJS 不是并行的),也是 Go 作为编程语言的优势所在。 |
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这与 **FastAPI** 的性能水平相同。 |
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@ -273,11 +273,11 @@ Python 的现代版本支持通过一种叫**"协程"**——使用 `async` 和 |
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无论是否轮流执行(并发),都需要相同的时间来完成,而你也会完成相同的工作量。 |
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但在这种情况下,如果你能带上 8 名前收银员/厨师,现在是清洁工一起清扫,他们中的每一个人(加上你)都能占据房子的一个区域来清扫,你就可以在额外的帮助下并行的更快地完成所有工作。 |
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但在这种情况下,如果你能带上 8 名前收银员/厨师,现在是清洁工一起清扫,他们中的每一个人(加上你)都能占据房子的一个区域来清扫,你就可以在额外的帮助下并行地更快地完成所有工作。 |
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在这个场景中,每个清洁工(包括你)都将是一个处理器,完成这个工作的一部分。 |
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由于大多数执行时间是由实际工作(而不是等待)占用的,并且计算机中的工作是由 <abbr title="Central Processing Unit - 中央处理器">CPU</abbr> 完成的,所以他们称这些问题为"CPU 密集型"。 |
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由于大多数执行时间是由实际工作(而不是等待)占用的,并且计算机中的工作是由 <abbr title="Central Processing Unit - 中央处理器">CPU</abbr> 完成的,所以他们称这些问题为“CPU 密集型”。 |
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@ -286,9 +286,9 @@ CPU 密集型操作的常见示例是需要复杂的数学处理。 |
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例如: |
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* **音频**或**图像**处理; |
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* **计算机视觉**: 一幅图像由数百万像素组成,每个像素有3种颜色值,处理通常需要同时对这些像素进行计算; |
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* **机器学习**: 它通常需要大量的"矩阵"和"向量"乘法。想象一个包含数字的巨大电子表格,并同时将所有数字相乘; |
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* **深度学习**: 这是机器学习的一个子领域,同样适用。只是没有一个数字的电子表格可以相乘,而是一个庞大的数字集合,在很多情况下,你需要使用一个特殊的处理器来构建和使用这些模型。 |
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* **计算机视觉**:一幅图像由数百万像素组成,每个像素有 3 种颜色值,处理通常需要同时对这些像素进行计算; |
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* **机器学习**:它通常需要大量的“矩阵”和“向量”乘法。想象一个包含数字的巨大电子表格,并同时将所有数字相乘; |
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* **深度学习**:这是机器学习的一个子领域,同样适用。只是没有一个数字的电子表格可以相乘,而是一个庞大的数字集合,在很多情况下,你需要使用一个特殊的处理器来构建和/或使用这些模型。 |
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### 并发 + 并行: Web + 机器学习 { #concurrency-parallelism-web-machine-learning } |
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@ -302,7 +302,7 @@ CPU 密集型操作的常见示例是需要复杂的数学处理。 |
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## `async` 和 `await` { #async-and-await } |
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现代版本的 Python 有一种非常直观的方式来定义异步代码。这使它看起来就像正常的"顺序"代码,并在适当的时候"等待"。 |
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现代版本的 Python 有一种非常直观的方式来定义异步代码。这使它看起来就像正常的“顺序”代码,并在适当的时候为你“等待”。 |
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当有一个操作需要等待才能给出结果,且支持这个新的 Python 特性时,你可以编写如下代码: |
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@ -329,9 +329,9 @@ def get_sequential_burgers(number: int): |
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return burgers |
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``` |
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使用 `async def`,Python 就知道在该函数中,它将遇上 `await`,并且它可以"暂停" ⏸ 执行该函数,直至执行其他操作 🔀 后回来。 |
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使用 `async def`,Python 就知道在该函数中,它将遇上 `await`,并且它可以“暂停”⏸ 执行该函数,直至执行其他操作 🔀 后回来。 |
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当你想调用一个 `async def` 函数时,你必须"等待"它。因此,这不会起作用: |
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当你想调用一个 `async def` 函数时,你必须“等待”它。因此,这不会起作用: |
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```Python |
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# 这样不行,因为 get_burgers 是用 async def 定义的 |
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@ -353,11 +353,11 @@ async def read_burgers(): |
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你可能已经注意到,`await` 只能在 `async def` 定义的函数内部使用。 |
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但与此同时,必须"等待"通过 `async def` 定义的函数。因此,带 `async def` 的函数也只能在 `async def` 定义的函数内部调用。 |
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但与此同时,必须“等待”通过 `async def` 定义的函数。因此,带 `async def` 的函数也只能在 `async def` 定义的函数内部调用。 |
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那么,这关于先有鸡还是先有蛋的问题,如何调用第一个 `async` 函数? |
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如果你使用 **FastAPI**,你不必担心这一点,因为"第一个"函数将是你的路径操作函数,FastAPI 将知道如何做正确的事情。 |
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如果你使用 **FastAPI**,你不必担心这一点,因为“第一个”函数将是你的路径操作函数,FastAPI 将知道如何做正确的事情。 |
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但如果你想在没有 FastAPI 的情况下使用 `async` / `await`,则可以这样做。 |
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@ -383,13 +383,13 @@ Starlette (和 **FastAPI**) 是基于 [AnyIO](https://anyio.readthedocs.io/e |
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在以前版本的 Python,你可以使用多线程或者 [Gevent](https://www.gevent.org/)。但代码的理解、调试和思考都要复杂许多。 |
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在以前版本的 NodeJS / 浏览器 JavaScript 中,你会使用"回调",因此也可能导致“回调地狱”。 |
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在以前版本的 NodeJS / 浏览器 JavaScript 中,你会使用“回调”,因此也可能导致“回调地狱”。 |
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## 协程 { #coroutines } |
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**协程**只是 `async def` 函数返回的一个非常奇特的东西的称呼。Python 知道它有点像一个函数,它可以启动,也会在某个时刻结束,而且它可能会在内部暂停 ⏸,只要内部有一个 `await`。 |
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通过使用 `async` 和 `await` 的异步代码的所有功能大多数被概括为"协程"。它可以与 Go 的主要关键特性 "Goroutines" 相媲美。 |
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通过使用 `async` 和 `await` 的异步代码的所有功能大多数被概括为“协程”。它可以与 Go 的主要关键特性 “Goroutines” 相媲美。 |
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## 结论 { #conclusion } |
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@ -419,7 +419,7 @@ Starlette (和 **FastAPI**) 是基于 [AnyIO](https://anyio.readthedocs.io/e |
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如果你使用过另一个不以上述方式工作的异步框架,并且你习惯于用普通的 `def` 定义普通的仅计算路径操作函数,以获得微小的性能增益(大约 100 纳秒),请注意,在 FastAPI 中,效果将完全相反。在这些情况下,最好使用 `async def`,除非路径操作函数内使用执行阻塞 <abbr title="Input/Output - 输入/输出:磁盘读写,网络通信。">I/O</abbr> 的代码。 |
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在这两种情况下,与你之前的框架相比,**FastAPI** 可能[仍然很快](index.md#performance)。 |
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在这两种情况下,**FastAPI** [仍然会更快](index.md#performance)(或至少与之前的框架相当)。 |
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### 依赖 { #dependencies } |
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@ -427,7 +427,7 @@ Starlette (和 **FastAPI**) 是基于 [AnyIO](https://anyio.readthedocs.io/e |
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### 子依赖 { #sub-dependencies } |
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你可以拥有多个相互依赖的依赖以及[子依赖](tutorial/dependencies/sub-dependencies.md) (作为函数的参数),它们中的一些可能是通过 `async def` 声明,也可能是通过 `def` 声明。它们仍然可以正常工作,这些通过 `def` 声明的函数将会在外部线程中调用(来自线程池),而不是"被等待"。 |
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你可以拥有多个相互依赖的依赖以及[子依赖](tutorial/dependencies/sub-dependencies.md)(作为函数的参数),它们中的一些可能是通过 `async def` 声明,也可能是通过 `def` 声明。它们仍然可以正常工作,这些通过 `def` 声明的函数将会在外部线程中调用(来自线程池),而不是“被等待”。 |
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### 其他函数 { #other-utility-functions } |
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@ -435,10 +435,10 @@ Starlette (和 **FastAPI**) 是基于 [AnyIO](https://anyio.readthedocs.io/e |
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这与 FastAPI 为你调用*路径操作函数*和依赖项的逻辑相反。 |
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如果你的函数是通过 `def` 声明的,它将被直接调用(在代码中编写的地方),而不会在线程池中,如果这个函数通过 `async def` 声明,当在代码中调用时,你就应该使用 `await` 等待函数的结果。 |
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如果你的函数是通过 `def` 声明的,它将被直接调用(在代码中编写的地方),而不会在线程池中;如果这个函数通过 `async def` 声明,当在代码中调用时,你就应该使用 `await` 等待函数的结果。 |
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再次提醒,这些是非常技术性的细节,如果你来搜索它可能对你有用。 |
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否则,你最好应该遵守的指导原则<a href="#in-a-hurry">赶时间吗?</a>. |
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否则,你最好应该遵守的指导原则<a href="#in-a-hurry">赶时间吗?</a>。 |
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