Python 协程系列之Event-Loop
事件循环
事件是由程序的一部分在特定条件下发出的消息，循环是在某种条件下完成并执行某个程序直到它完成的构造，因此，事件循环是一个循环，它允许用户订阅事件传输并注册处理程序/回调。 它使程序能够以异步方式运行。事件循环将它收到的所有事件委托给各自的回调，大多数回调模式的实现都有一个主要缺点，他们以引入大量嵌套的方式规定编程风格。因此，为了表示程序的某些部分彼此依赖，我们使用排序，然而，在依赖于异步结果的情况下，出现了以下模式：
嵌套回调，以便内部回调可以访问外部回调的结果（闭包）
使用充当未来结果代理的对象（所谓的 Future 或 Promise ）
协程，它是在事件循环中运行的可挂起函数
Nesting Callback（嵌套回调）
嵌套回调的经验法则是，如果需要等待回调的结果，则必须将代码嵌入到相应的回调中。你很快就会陷入臭名昭着的回调地狱般的局面。回调地狱是回调嵌套的深度，这使得程序的推理和改进成为一种噩梦。
Futures/Promises
Futures/Promises 是封装异步调用的结果和错误处理的对象。它们最终会提供 APIs 来查询results/exceptions 的当前状态，以及注册回调来处理 results/exceptions 的方法。由于它们封装了异步调用的未来上下文并需要嵌套，因此生成的程序似乎以更自上而下的方式编写。(.then那种形式)
Coroutines
你可以简单把协程理解为可以中断的函数。暂停意味着我们可以在函数任何位置暂停协程。这意味着它一定有某种原子单位组成。这就是我们所说的 tick，也就是我们所测量的 tick。tick 是事件循环的时间单位， 它包含在事件循环的一个迭代步骤中发生的所有操作
协程实际上可以做得更多：它们可以暂停自己并等待另一个协同程序的结果。 waiiting 的所有逻辑由事件循环协调，因为它知道相应的协程状态
Asyncio中事件循环的生命周期
asyncio中的事件循环有四种状态： 1.Idle 2.Running 3.Stopped 4.Closed 您可以通过四种事件循环方法与事件循环的生命周期进行交互，这些方法可以分为启动，停止和关闭方法。 它们构成了事件循环生命周期接口，所有 asyncio /第三方事件循环都需要提供兼容性。
1.run_forever 2.run_until_complete
调用 run_forever 方法时没有参数，而 run_until_complete 方法需要传入一个协程函数作为参数。要停止，我们可以使用 stop 方法；要关闭，我们使用 close 方法。
The Idle State(空闲状态)
空闲状态是创建循环后所处的状态。在此状态下不消耗任何协程或者回调函数。在这个状态下 loop.is_running 返回 False。
The Running State(运行状态)
运行状态是在调用 loop.run_forever 或 loop.run_until_complete 之后循环所处的状态。在这个状态下 loop.is_running 返回 True。 这些方法之间的区别在于，在 loop.run_until_complete 的情况下，loop.run_until_complete 会将协程被包装在 asyncio.Future 中。回调在 asyncio.Future 对象上注册为处理程序，该对象在完全消耗协程后运行loop.stop 方法。
The Stopped State(停止状态)
停止状态是调用stop命令后循环所处的状态。调用stop方法后，调用is_running方法不会返回False，首先消耗所有挂起的回调。只有在它们被消耗之后，循环才会进入空闲状态。
The Closed State(关闭状态)
循环通过调用close方法进入关闭状态。只有当循环不处于运行状态时，才能调用它。
事件循环的基本类
在Python 3中默认提供两种事件循环。 抽象事件循环类由asyncio.events和asyncio.base_events模块提供。 AbstractEventLoop和BaseEventLoop表示事件循环实现的两个潜在类。
AbstractEventLoop
AbstractEventLoop类定义了原生asyncio中事件循环的接口。 接口方法可以大致分为以下几个部分
生命周期方法(运行、停止、查询状态和关闭循环)
调度方法
回调
协程
创建Future对象
线程相关的方法
IO操作相关的方法
低层级API(socket, pipe, and reader/writer APIs)
高层级APIs(server, pipe, and subprocess-related methods)
信号方法
调试标志管理方法
该应用编程接口是稳定的，在手动事件循环实现的情况下可以被子类化
BaseEventLoop
尽管基于更高级别的组件，但不应使用BaseEventLoop类来创建手动循环实现，因为它的API不稳定。 但它可以作为一个如何实现接口的指南。 它的BaseEventLoop._run_once方法在循环的每个tick上调用，因此包含一次迭代所需的所有操作。这将调用所有当前准备好的回调，I/O轮询，调度生成的回调，然后调度call_later回调，如果您计划自己实现事件循环，则需要提供与其类似的方法，函数的名称和主体只是实现细节。
事件循环是特定于操作系统的吗？
是的，事件循环是特定于操作系统的 这可能会影响API可用性和事件循环的速度。 例如，add_signal_handler和remove_signal_handler是仅限UNIX的循环API。 除了缺少相应的本机绑定之外，操作系统特性背后的原因之一是大多数环路都是基于selectors模块实现的。selectors是基于select模块的提高的高级I/O多路复用接口。 selectors模块建立在Select, poll, devpoll, epoll, or kqueue之上，具体取决于底层操作系统。selectors模块中的模块负责设置默认选择器，而默认选择器又被异步模块使用。
if 'KqueueSelector' in globals(): DefaultSelector = KqueueSelector elif 'EpollSelector' in globals(): DefaultSelector = EpollSelector elif 'DevpollSelector' in globals(): DefaultSelector = DevpollSelector elif 'PollSelector' in globals(): DefaultSelector = PollSelector else: DefaultSelector = SelectSelector复制代码
注意在Windows中还有一个基于I/O完成端口或短IoCP的ProactorEventLoop类实现 IOCP的官方文件将它们描述为“在多处理器系统上处理多个异步输入输出请求的有效线程模型”。例如，如果需要使用asyncio子进程API，可以在Windows上使用ProactorEventLoop。
作者：cxapython
链接：https://juejin.cn/post/7019978191943139341