committed by
GitHub
2 changed files with 506 additions and 0 deletions
@ -0,0 +1,505 @@ |
|||
# Конкурентность и async / await |
|||
|
|||
Здесь приведена подробная информация об использовании синтаксиса `async def` при написании *функций обработки пути*, а также рассмотрены основы асинхронного программирования, конкурентности и параллелизма. |
|||
|
|||
## Нет времени?<a name="in-a-hurry"></a> |
|||
|
|||
<abbr title="too long; didn't read (основная мысль)"><strong>TL;DR:</strong></abbr> |
|||
|
|||
Допустим, вы используете сторонюю библиотеку, которая требует вызова с ключевым словом `await`: |
|||
|
|||
```Python |
|||
results = await some_library() |
|||
``` |
|||
|
|||
В этом случае *функции обработки пути* необходимо объявлять с использованием синтаксиса `async def`: |
|||
|
|||
```Python hl_lines="2" |
|||
@app.get('/') |
|||
async def read_results(): |
|||
results = await some_library() |
|||
return results |
|||
``` |
|||
|
|||
!!! note |
|||
`await` можно использовать только внутри функций, объявленных с использованием `async def`. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
Если вы обращаетесь к сторонней библиотеке, которая с чем-то взаимодействует |
|||
(с базой данных, API, файловой системой и т. д.), и не имеет поддержки синтаксиса `await` |
|||
(что относится сейчас к большинству библиотек для работы с базами данных), то |
|||
объявляйте *функции обработки пути* обычным образом с помощью `def`, например: |
|||
|
|||
```Python hl_lines="2" |
|||
@app.get('/') |
|||
def results(): |
|||
results = some_library() |
|||
return results |
|||
``` |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
Если вашему приложению (странным образом) не нужно ни с чем взаимодействовать и, соответственно, |
|||
ожидать ответа, используйте `async def`. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
Если вы не уверены, используйте обычный синтаксис `def`. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
**Примечание**: при необходимости можно смешивать `def` и `async def` в *функциях обработки пути* |
|||
и использовать в каждом случае наиболее подходящий синтаксис. А FastAPI сделает с этим всё, что нужно. |
|||
|
|||
В любом из описанных случаев FastAPI работает асинхронно и очень быстро. |
|||
|
|||
Однако придерживаясь указанных советов, можно получить дополнительную оптимизацию производительности. |
|||
|
|||
## Технические подробности |
|||
|
|||
Современные версии Python поддерживают разработку так называемого **"асинхронного кода"** посредством написания **"сопрограмм"** с использованием синтаксиса **`async` и `await`**. |
|||
|
|||
Ниже разберём эту фразу по частям: |
|||
|
|||
* **Асинхронный код** |
|||
* **`async` и `await`** |
|||
* **Сопрограммы** |
|||
|
|||
## Асинхронный код |
|||
|
|||
Асинхронный код означает, что в языке 💬 есть возможность сообщить машине / программе 🤖, |
|||
что в определённой точке кода ей 🤖 нужно будет ожидать завершения выполнения *чего-то ещё* в другом месте. Допустим это *что-то ещё* называется "медленный файл" 📝. |
|||
|
|||
И пока мы ждём завершения работы с "медленным файлом" 📝, компьютер может переключиться для выполнения других задач. |
|||
|
|||
Но при каждой возможности компьютер / программа 🤖 будет возвращаться обратно. Например, если он 🤖 опять окажется в режиме ожидания, или когда закончит всю работу. В этом случае компьютер 🤖 проверяет, не завершена ли какая-нибудь из текущих задач. |
|||
|
|||
Потом он 🤖 берёт первую выполненную задачу (допустим, наш "медленный файл" 📝) и продолжает работу, производя с ней необходимые действия. |
|||
|
|||
Вышеупомянутое "что-то ещё", завершения которого приходится ожидать, обычно относится к достаточно "медленным" операциям <abbr title="Ввода-вывода">I/O</abbr> (по сравнению со скоростью работы процессора и оперативной памяти), например: |
|||
|
|||
* отправка данных от клиента по сети |
|||
* получение клиентом данных, отправленных вашей программой по сети |
|||
* чтение системой содержимого файла с диска и передача этих данных программе |
|||
* запись на диск данных, которые программа передала системе |
|||
* обращение к удалённому API |
|||
* ожидание завершения операции с базой данных |
|||
* получение результатов запроса к базе данных |
|||
* и т. д. |
|||
|
|||
Поскольку в основном время тратится на ожидание выполнения операций <abbr title="Ввода-вывода">I/O</abbr>, |
|||
их обычно называют операциями, <abbr title="I/O bound">ограниченными скоростью ввода-вывода</abbr>. |
|||
|
|||
Код называют "асинхронным", потому что компьютеру / программе не требуется "синхронизироваться" с медленной задачей и, |
|||
будучи в простое, ожидать момента её завершения, с тем чтобы забрать результат и продолжить работу. |
|||
|
|||
Вместо этого в "асинхронной" системе завершённая задача может немного подождать (буквально несколько микросекунд), |
|||
пока компьютер / программа занимается другими важными вещами, с тем чтобы потом вернуться, |
|||
забрать результаты выполнения и начать их обрабатывать. |
|||
|
|||
"Синхронное" исполнение (в противовес "асинхронному") также называют <abbr title="sequential">"последовательным"</abbr>, |
|||
потому что компьютер / программа последовательно выполняет все требуемые шаги перед тем, как перейти к следующей задаче, |
|||
даже если в процессе приходится ждать. |
|||
|
|||
### Конкурентность и бургеры |
|||
|
|||
Тот **асинхронный** код, о котором идёт речь выше, иногда называют **"конкурентностью"**. Она отличается от **"параллелизма"**. |
|||
|
|||
Да, **конкурентность** и **параллелизм** подразумевают, что разные вещи происходят примерно в одно время. |
|||
|
|||
Но внутреннее устройство **конкурентности** и **параллелизма** довольно разное. |
|||
|
|||
Чтобы это понять, представьте такую картину: |
|||
|
|||
### Конкурентные бургеры |
|||
|
|||
<!-- The gender neutral cook emoji "🧑🍳" does not render well in browsers. In the meantime, I'm using a mix of male "👨🍳" and female "👩🍳" cooks. --> |
|||
|
|||
Вы идёте со своей возлюбленной 😍 в фастфуд 🍔 и становитесь в очередь, в это время кассир 💁 принимает заказы у посетителей перед вами. |
|||
|
|||
Когда наконец подходит очередь, вы заказываете парочку самых вкусных и навороченных бургеров 🍔, один для своей возлюбленной 😍, а другой себе. |
|||
|
|||
Отдаёте деньги 💸. |
|||
|
|||
Кассир 💁 что-то говорит поварам на кухне 👨🍳, теперь они знают, какие бургеры нужно будет приготовить 🍔 |
|||
(но пока они заняты бургерами предыдущих клиентов). |
|||
|
|||
Кассир 💁 отдаёт вам чек с номером заказа. |
|||
|
|||
В ожидании еды вы идёте со своей возлюбленной 😍 выбрать столик, садитесь и довольно продолжительное время общаетесь 😍 |
|||
(поскольку ваши бургеры самые навороченные, готовятся они не так быстро ✨🍔✨). |
|||
|
|||
Сидя за столиком с возлюбленной 😍 в ожидании бургеров 🍔, вы отлично проводите время, |
|||
восхищаясь её великолепием, красотой и умом ✨😍✨. |
|||
|
|||
Всё ещё ожидая заказ и болтая со своей возлюбленной 😍, время от времени вы проверяете, |
|||
какой номер горит над прилавком, и не подошла ли уже ваша очередь. |
|||
|
|||
И вот наконец настаёт этот момент, и вы идёте к стойке, чтобы забрать бургеры 🍔 и вернуться за столик. |
|||
|
|||
Вы со своей возлюбленной 😍 едите бургеры 🍔 и отлично проводите время ✨. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
А теперь представьте, что в этой небольшой истории вы компьютер / программа 🤖. |
|||
|
|||
В очереди вы просто глазеете по сторонам 😴, ждёте и ничего особо "продуктивного" не делаете. |
|||
Но очередь движется довольно быстро, поскольку кассир 💁 только принимает заказы (а не занимается приготовлением еды), так что ничего страшного. |
|||
|
|||
Когда подходит очередь вы наконец предпринимаете "продуктивные" действия 🤓: просматриваете меню, выбираете в нём что-то, узнаёте, что хочет ваша возлюбленная 😍, собираетесь оплатить 💸, смотрите, какую достали карту, проверяете, чтобы с вас списали верную сумму, и что в заказе всё верно и т. д. |
|||
|
|||
И хотя вы всё ещё не получили бургеры 🍔, ваша работа с кассиром 💁 ставится "на паузу" ⏸, |
|||
поскольку теперь нужно ждать 🕙, когда заказ приготовят. |
|||
|
|||
Но отойдя с номерком от прилавка, вы садитесь за столик и можете переключить 🔀 внимание |
|||
на свою возлюбленную 😍 и "работать" ⏯ 🤓 уже над этим. И вот вы снова очень |
|||
"продуктивны" 🤓, мило болтаете вдвоём и всё такое 😍. |
|||
|
|||
В какой-то момент кассир 💁 поместит на табло ваш номер, подразумевая, что бургеры готовы 🍔, но вы не станете подскакивать как умалишённый, лишь только увидев на экране свою очередь. Вы уверены, что ваши бургеры 🍔 никто не утащит, ведь у вас свой номерок, а у других свой. |
|||
|
|||
Поэтому вы подождёте, пока возлюбленная 😍 закончит рассказывать историю (закончите текущую работу ⏯ / задачу в обработке 🤓), |
|||
и мило улыбнувшись, скажете, что идёте забирать заказ ⏸. |
|||
|
|||
И вот вы подходите к стойке 🔀, к первоначальной задаче, которая уже завершена ⏯, берёте бургеры 🍔, говорите спасибо и относите заказ за столик. На этом заканчивается этап / задача взаимодействия с кассой ⏹. |
|||
В свою очередь порождается задача "поедание бургеров" 🔀 ⏯, но предыдущая ("получение бургеров") завершена ⏹. |
|||
|
|||
### Параллельные бургеры |
|||
|
|||
Теперь представим, что вместо бургерной "Конкурентные бургеры" вы решили сходить в "Параллельные бургеры". |
|||
|
|||
И вот вы идёте со своей возлюбленной 😍 отведать параллельного фастфуда 🍔. |
|||
|
|||
Вы становитесь в очередь пока несколько (пусть будет 8) кассиров, которые по совместительству ещё и повары 👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳, принимают заказы у посетителей перед вами. |
|||
|
|||
При этом клиенты не отходят от стойки и ждут 🕙 получения еды, поскольку каждый |
|||
из 8 кассиров идёт на кухню готовить бургеры 🍔, а только потом принимает следующий заказ. |
|||
|
|||
Наконец настаёт ваша очередь, и вы просите два самых навороченных бургера 🍔, один для дамы сердца 😍, а другой себе. |
|||
|
|||
Ни о чём не жалея, расплачиваетесь 💸. |
|||
|
|||
И кассир уходит на кухню 👨🍳. |
|||
|
|||
Вам приходится ждать перед стойкой 🕙, чтобы никто по случайности не забрал ваши бургеры 🍔, ведь никаких номерков у вас нет. |
|||
|
|||
Поскольку вы с возлюбленной 😍 хотите получить заказ вовремя 🕙, и следите за тем, чтобы никто не вклинился в очередь, |
|||
у вас не получается уделять должного внимание своей даме сердца 😞. |
|||
|
|||
Это "синхронная" работа, вы "синхронизированы" с кассиром/поваром 👨🍳. Приходится ждать 🕙 у стойки, |
|||
когда кассир/повар 👨🍳 закончит делать бургеры 🍔 и вручит вам заказ, иначе его случайно может забрать кто-то другой. |
|||
|
|||
Наконец кассир/повар 👨🍳 возвращается с бургерами 🍔 после невыносимо долгого ожидания 🕙 за стойкой. |
|||
|
|||
Вы скорее забираете заказ 🍔 и идёте с возлюбленной 😍 за столик. |
|||
|
|||
Там вы просто едите эти бургеры, и на этом всё 🍔 ⏹. |
|||
|
|||
Вам не особо удалось пообщаться, потому что большую часть времени 🕙 пришлось провести у кассы 😞. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
В описанном сценарии вы компьютер / программа 🤖 с двумя исполнителями (вы и ваша возлюбленная 😍), |
|||
на протяжении долгого времени 🕙 вы оба уделяете всё внимание ⏯ задаче "ждать на кассе". |
|||
|
|||
В этом ресторане быстрого питания 8 исполнителей (кассиров/поваров) 👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳. |
|||
Хотя в бургерной конкурентного типа было всего два (один кассир и один повар) 💁 👨🍳. |
|||
|
|||
Несмотря на обилие работников, опыт в итоге получился не из лучших 😞. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
Так бы выглядел аналог истории про бургерную 🍔 в "параллельном" мире. |
|||
|
|||
Вот более реалистичный пример. Представьте себе банк. |
|||
|
|||
До недавних пор в большинстве банков было несколько кассиров 👨💼👨💼👨💼👨💼 и длинные очереди 🕙🕙🕙🕙🕙🕙🕙🕙. |
|||
|
|||
Каждый кассир обслуживал одного клиента, потом следующего 👨💼⏯. |
|||
|
|||
Нужно было долгое время 🕙 стоять перед окошком вместе со всеми, иначе пропустишь свою очередь. |
|||
|
|||
Сомневаюсь, что у вас бы возникло желание прийти с возлюбленной 😍 в банк 🏦 оплачивать налоги. |
|||
|
|||
### Выводы о бургерах |
|||
|
|||
В нашей истории про поход в фастфуд за бургерами приходится много ждать 🕙, |
|||
поэтому имеет смысл организовать конкурентную систему ⏸🔀⏯. |
|||
|
|||
И то же самое с большинством веб-приложений. |
|||
|
|||
Пользователей очень много, но ваш сервер всё равно вынужден ждать 🕙 запросы по их слабому интернет-соединению. |
|||
|
|||
Потом снова ждать 🕙, пока вернётся ответ. |
|||
|
|||
<!--https://forum.wordreference.com/threads/%D0%9D%D0%BE-%D0%B5%D1%81%D0%BB%D0%B8.3258695/--> |
|||
Это ожидание 🕙 измеряется микросекундами, но если всё сложить, то набегает довольно много времени. |
|||
|
|||
Вот почему есть смысл использовать асинхронное ⏸🔀⏯ программирование при построении веб-API. |
|||
|
|||
Большинство популярных фреймворков (включая Flask и Django) создавались |
|||
до появления в Python новых возможностей асинхронного программирования. Поэтому |
|||
их можно разворачивать с поддержкой параллельного исполнения или асинхронного |
|||
программирования старого типа, которое не настолько эффективно. |
|||
|
|||
При том, что основная спецификация асинхронного взаимодействия Python с веб-сервером |
|||
(<a href="https://asgi.readthedocs.io" class="external-link" target="_blank">ASGI</a>) |
|||
была разработана командой Django для внедрения поддержки веб-сокетов. |
|||
|
|||
Именно асинхронность сделала NodeJS таким популярным (несмотря на то, что он не параллельный), |
|||
и в этом преимущество Go как языка программирования. |
|||
|
|||
И тот же уровень производительности даёт **FastAPI**. |
|||
|
|||
Поскольку можно использовать преимущества параллелизма и асинхронности вместе, |
|||
вы получаете производительность лучше, чем у большинства протестированных NodeJS фреймворков |
|||
и на уровне с Go, который является компилируемым языком близким к C <a href="https://www.techempower.com/benchmarks/#section=data-r17&hw=ph&test=query&l=zijmkf-1" class="external-link" target="_blank">(всё благодаря Starlette)</a>. |
|||
|
|||
### Получается, конкурентность лучше параллелизма? |
|||
|
|||
Нет! Мораль истории совсем не в этом. |
|||
|
|||
Конкурентность отличается от параллелизма. Она лучше в **конкретных** случаях, где много времени приходится на ожидание. |
|||
Вот почему она зачастую лучше параллелизма при разработке веб-приложений. Но это не значит, что конкурентность лучше в любых сценариях. |
|||
|
|||
Давайте посмотрим с другой стороны, представьте такую картину: |
|||
|
|||
> Вам нужно убраться в большом грязном доме. |
|||
|
|||
*Да, это вся история*. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
Тут не нужно нигде ждать 🕙, просто есть куча работы в разных частях дома. |
|||
|
|||
Можно организовать очередь как в примере с бургерами, сначала гостиная, потом кухня, |
|||
но это ни на что не повлияет, поскольку вы нигде не ждёте 🕙, а просто трёте да моете. |
|||
|
|||
И понадобится одинаковое количество времени с очередью (конкурентностью) и без неё, |
|||
и работы будет сделано тоже одинаковое количество. |
|||
|
|||
Однако в случае, если бы вы могли привести 8 бывших кассиров/поваров, а ныне уборщиков 👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳👩🍳👨🍳, |
|||
и каждый из них (вместе с вами) взялся бы за свой участок дома, |
|||
с такой помощью вы бы закончили намного быстрее, делая всю работу **параллельно**. |
|||
|
|||
В описанном сценарии каждый уборщик (включая вас) был бы исполнителем, занятым на своём участке работы. |
|||
|
|||
И поскольку большую часть времени выполнения занимает реальная работа (а не ожидание), |
|||
а работу в компьютере делает <abbr title="Центральный процессор (CPU)">ЦП</abbr>, |
|||
такие задачи называют <abbr title="CPU bound">ограниченными производительностью процессора</abbr>. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
Ограничение по процессору проявляется в операциях, где требуется выполнять сложные математические вычисления. |
|||
|
|||
Например: |
|||
|
|||
* Обработка **звука** или **изображений**. |
|||
* **Компьютерное зрение**: изображение состоит из миллионов пикселей, в каждом пикселе 3 составляющих цвета, |
|||
обработка обычно требует проведения расчётов по всем пикселям сразу. |
|||
* **Машинное обучение**: здесь обычно требуется умножение "матриц" и "векторов". |
|||
Представьте гигантскую таблицу с числами в Экселе, и все их надо одновременно перемножить. |
|||
* **Глубокое обучение**: это область *машинного обучения*, поэтому сюда подходит то же описание. |
|||
Просто у вас будет не одна таблица в Экселе, а множество. В ряде случаев используется |
|||
специальный процессор для создания и / или использования построенных таким образом моделей. |
|||
|
|||
### Конкурентность + параллелизм: Веб + машинное обучение |
|||
|
|||
**FastAPI** предоставляет возможности конкуретного программирования, |
|||
которое очень распространено в веб-разработке (именно этим славится NodeJS). |
|||
|
|||
Кроме того вы сможете использовать все преимущества параллелизма и |
|||
<abbr title="multiprocessing">многопроцессорности</abbr> (когда несколько процессов работают параллельно), |
|||
если рабочая нагрузка предполагает **ограничение по процессору**, |
|||
как, например, в системах машинного обучения. <!--http://new.gramota.ru/spravka/punctum?layout=item&id=58_329--> |
|||
|
|||
Необходимо также отметить, что Python является главным языком в области |
|||
<abbr title="наука о данных (data science)">**дата-сайенс**</abbr>, |
|||
машинного обучения и, особенно, глубокого обучения. Всё это делает FastAPI |
|||
отличным вариантом (среди многих других) для разработки веб-API и приложений |
|||
в области дата-сайенс / машинного обучения. |
|||
|
|||
Как добиться такого параллелизма в эксплуатации описано в разделе [Развёртывание](deployment/index.md){.internal-link target=_blank}. |
|||
|
|||
## `async` и `await` |
|||
|
|||
В современных версиях Python разработка асинхронного кода реализована очень интуитивно. |
|||
Он выглядит как обычный "последовательный" код и самостоятельно выполняет "ожидание", когда это необходимо. |
|||
|
|||
Если некая операция требует ожидания перед тем, как вернуть результат, и |
|||
поддерживает современные возможности Python, код можно написать следующим образом: |
|||
|
|||
```Python |
|||
burgers = await get_burgers(2) |
|||
``` |
|||
|
|||
Главное здесь слово `await`. Оно сообщает интерпретатору, что необходимо дождаться ⏸ |
|||
пока `get_burgers(2)` закончит свои дела 🕙, и только после этого сохранить результат в `burgers`. |
|||
Зная это, Python может пока переключиться на выполнение других задач 🔀 ⏯ |
|||
(например получение следующего запроса).<!--http://new.gramota.ru/spravka/buro/search-answer?s=296614--> |
|||
|
|||
Чтобы ключевое слово `await` сработало, оно должно находиться внутри функции, |
|||
которая поддерживает асинхронность. Для этого вам просто нужно объявить её как `async def`: |
|||
|
|||
```Python hl_lines="1" |
|||
async def get_burgers(number: int): |
|||
# Готовим бургеры по специальному асинхронному рецепту |
|||
return burgers |
|||
``` |
|||
|
|||
...вместо `def`: |
|||
|
|||
```Python hl_lines="2" |
|||
# Это не асинхронный код |
|||
def get_sequential_burgers(number: int): |
|||
# Готовим бургеры последовательно по шагам |
|||
return burgers |
|||
``` |
|||
|
|||
Объявление `async def` указывает интерпретатору, что внутри этой функции |
|||
следует ожидать выражений `await`, и что можно поставить выполнение такой функции на "паузу" ⏸ и |
|||
переключиться на другие задачи 🔀, с тем чтобы вернуться сюда позже. |
|||
|
|||
Если вы хотите вызвать функцию с `async def`, вам нужно <abbr title="await">"ожидать"</abbr> её. |
|||
Поэтому такое не сработает: |
|||
|
|||
```Python |
|||
# Это не заработает, поскольку get_burgers объявлена с использованием async def |
|||
burgers = get_burgers(2) |
|||
``` |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
Если сторонняя библиотека требует вызывать её с ключевым словом `await`, |
|||
необходимо писать *функции обработки пути* с использованием `async def`, например: |
|||
|
|||
```Python hl_lines="2-3" |
|||
@app.get('/burgers') |
|||
async def read_burgers(): |
|||
burgers = await get_burgers(2) |
|||
return burgers |
|||
``` |
|||
|
|||
### Технические подробности |
|||
|
|||
Как вы могли заметить, `await` может применяться только в функциях, объявленных с использованием `async def`. |
|||
|
|||
<!--http://new.gramota.ru/spravka/punctum?layout=item&id=58_128--> |
|||
Но выполнение такой функции необходимо "ожидать" с помощью `await`. |
|||
Это означает, что её можно вызвать только из другой функции, которая тоже объявлена с `async def`. |
|||
|
|||
Но как же тогда появилась первая <abbr title="или яйцо?🤔">курица</abbr>? В смысле... как нам вызвать первую асинхронную функцию? |
|||
|
|||
При работе с **FastAPI** просто не думайте об этом, потому что "первой" функцией является ваша *функция обработки пути*, |
|||
и дальше с этим разберётся FastAPI. |
|||
|
|||
Кроме того, если хотите, вы можете использовать синтаксис `async` / `await` и без FastAPI. |
|||
|
|||
### Пишите свой асинхронный код |
|||
|
|||
Starlette (и **FastAPI**) основаны на <a href="https://anyio.readthedocs.io/en/stable/" class="external-link" target="_blank">AnyIO</a>, что делает их совместимыми как со стандартной библиотекой <a href="https://docs.python.org/3/library/asyncio-task.html" class="external-link" target="_blank">asyncio</a> в Python, так и с <a href="https://trio.readthedocs.io/en/stable/" class="external-link" target="_blank">Trio</a>.<!--http://new.gramota.ru/spravka/buro/search-answer?s=285295--> |
|||
|
|||
В частности, вы можете напрямую использовать <a href="https://anyio.readthedocs.io/en/stable/" class="external-link" target="_blank">AnyIO</a> в тех проектах, где требуется более сложная логика работы с конкурентностью. |
|||
|
|||
Даже если вы не используете FastAPI, вы можете писать асинхронные приложения с помощью <a href="https://anyio.readthedocs.io/en/stable/" class="external-link" target="_blank">AnyIO</a>, чтобы они были максимально совместимыми и получали его преимущества (например *структурную конкурентность*). |
|||
|
|||
### Другие виды асинхронного программирования |
|||
|
|||
Стиль написания кода с `async` и `await` появился в языке Python относительно недавно. |
|||
|
|||
Но он сильно облегчает работу с асинхронным кодом. |
|||
|
|||
Ровно такой же синтаксис (ну или почти такой же) недавно был включён в современные версии JavaScript (в браузере и NodeJS). |
|||
|
|||
До этого поддержка асинхронного кода была реализована намного сложнее, и его было труднее воспринимать. |
|||
|
|||
В предыдущих версиях Python для этого использовались потоки или <a href="https://www.gevent.org/" class="external-link" target="_blank">Gevent</a>. Но такой код намного сложнее понимать, отлаживать и мысленно представлять. |
|||
|
|||
Что касается JavaScript (в браузере и NodeJS), раньше там использовали для этой цели |
|||
<abbr title="callback">"обратные вызовы"</abbr>. Что выливалось в |
|||
<a href="http://callbackhell.ru/" class="external-link" target="_blank">ад обратных вызовов</a>. |
|||
|
|||
## Сопрограммы |
|||
|
|||
<abbr title="coroutine">**Корути́на**</abbr> (или же сопрограмма) — это крутое словечко для именования той сущности, |
|||
которую возвращает функция `async def`. Python знает, что её можно запустить, как и обычную функцию, |
|||
но кроме того сопрограмму можно поставить на паузу ⏸ в том месте, где встретится слово `await`. |
|||
|
|||
Всю функциональность асинхронного программирования с использованием `async` и `await` |
|||
часто обобщают словом "корутины". Они аналогичны <abbr title="Goroutines">"горутинам"</abbr>, ключевой особенности |
|||
языка Go. |
|||
|
|||
## Заключение |
|||
|
|||
В самом начале была такая фраза: |
|||
|
|||
> Современные версии Python поддерживают разработку так называемого |
|||
**"асинхронного кода"** посредством написания **"сопрограмм"** с использованием |
|||
синтаксиса **`async` и `await`**. |
|||
|
|||
Теперь всё должно звучать понятнее. ✨ |
|||
|
|||
На этом основана работа FastAPI (посредством Starlette), и именно это |
|||
обеспечивает его высокую производительность. |
|||
|
|||
## Очень технические подробности |
|||
|
|||
!!! warning |
|||
Этот раздел читать не обязательно. |
|||
|
|||
Здесь приводятся подробности внутреннего устройства **FastAPI**. |
|||
|
|||
Но если вы обладаете техническими знаниями (корутины, потоки, блокировка и т. д.) |
|||
и вам интересно, как FastAPI обрабатывает `async def` в отличие от обычных `def`, |
|||
читайте дальше. |
|||
|
|||
### Функции обработки пути |
|||
|
|||
Когда вы объявляете *функцию обработки пути* обычным образом с ключевым словом `def` |
|||
вместо `async def`, FastAPI ожидает её выполнения, запустив функцию во внешнем |
|||
<abbr title="threadpool">пуле потоков</abbr>, а не напрямую (это бы заблокировало сервер). |
|||
|
|||
Если ранее вы использовали другой асинхронный фреймворк, который работает иначе, |
|||
и привыкли объявлять простые вычислительные *функции* через `def` ради |
|||
незначительного прироста скорости (порядка 100 наносекунд), обратите внимание, |
|||
что с **FastAPI** вы получите противоположный эффект. В таком случае больше подходит |
|||
`async def`, если только *функция обработки пути* не использует код, приводящий |
|||
к блокировке <abbr title="Ввод/вывод: чтение и запись на диск, сетевые соединения.">I/O</abbr>. |
|||
<!--Уточнить: Не использовать async def, если код приводит к блокировке IO?--> |
|||
|
|||
<!--http://new.gramota.ru/spravka/punctum?layout=item&id=58_285--> |
|||
Но в любом случае велика вероятность, что **FastAPI** [окажется быстрее](/#performance){.internal-link target=_blank} |
|||
другого фреймворка (или хотя бы на уровне с ним). |
|||
|
|||
### Зависимости |
|||
|
|||
То же относится к зависимостям. Если это обычная функция `def`, а не `async def`, |
|||
она запускается во внешнем пуле потоков. |
|||
|
|||
### Подзависимости |
|||
|
|||
Вы можете объявить множество ссылающихся друг на друга зависимостей и подзависимостей |
|||
(в виде параметров при определении функции). Какие-то будут созданы с помощью `async def`, |
|||
другие обычным образом через `def`, и такая схема вполне работоспособна. Функции, |
|||
объявленные с помощью `def` будут запускаться на внешнем потоке (из пула), |
|||
а не с помощью `await`. |
|||
|
|||
### Другие служебные функции |
|||
|
|||
Любые другие служебные функции, которые вы вызываете напрямую, можно объявлять |
|||
с использованием `def` или `async def`. FastAPI не будет влиять на то, как вы |
|||
их запускаете. |
|||
|
|||
Этим они отличаются от функций, которые FastAPI вызывает самостоятельно: |
|||
*функции обработки пути* и зависимости. |
|||
|
|||
Если служебная функция объявлена с помощью `def`, она будет вызвана напрямую |
|||
(как вы и написали в коде), а не в отдельном потоке. Если же она объявлена с |
|||
помощью `async def`, её вызов должен осуществляться с ожиданием через `await`. |
|||
|
|||
--- |
|||
|
|||
<!--http://new.gramota.ru/spravka/buro/search-answer?s=299749--> |
|||
Ещё раз повторим, что все эти технические подробности полезны, только если вы специально их искали. |
|||
|
|||
В противном случае просто ознакомьтесь с основными принципами в разделе выше: <a href="#in-a-hurry">Нет времени?</a>. |
Loading…
Reference in new issue