python異步IO程式設計(一)基礎概念
異步IO （async IO）：一種由多種語言實作的與語言無關的範例（或模型）。
asyncio：Python 3.4版本引入的标準庫，直接内置了對異步IO的支援。
異步IO
多線程善于處理I/O密集型任務。
多程序擅長處理計算密集型（CPU-bound）任務：強密集循環和數學計算都屬于此類。
并發是并行的一種特殊類型（或者說子類），多線程是并發的表現形式，多程序是并行的表現形式。
Python通過它的包 multiprocessing，threading 和 concurrent.futures 已經對這兩種形式都提供了長期的支援。
異步IO是一種單程序、單線程的設計：它使用協同多任務處理機制，是以協程為核心的一種程式設計模型。
異步IO并不是新發明的概念，它已經存在或正在被建構到其他語言及運作時環境中，如 Go，C# 和 Scala 等。
異步IO模型異步IO采用消息循環的模式，在消息循環中，主線程不斷地重複“讀取消息-處理消息”這一過程：
由于GUI線程處理鍵盤、滑鼠等消息的速度非常快，是以使用者感覺不到延遲。某些時候，GUI線程在一個消息處理的過程中遇到問題導緻一次消息處理時間過長，此時，使用者會感覺到整個GUI程式停止響應了，敲鍵盤、點滑鼠都沒有反應。
這種情況說明在消息模型中，處理一個消息必須非常迅速，否則，主線程将無法及時處理消息隊列中的其他消息，導緻程式看上去停止響應。
消息模型是如何解決同步IO必須等待IO操作這一問題的呢？當遇到IO操作時，代碼隻負責發出IO請求，不等待IO結果，然後直接結束本輪消息處理，進入下一輪消息處理過程。當IO操作完成後，将收到一條“IO完成”的消息，處理該消息時就可以直接擷取IO操作結果。
在“發出IO請求”到收到“IO完成”的這段時間裡，同步IO模型下，主線程隻能挂起，但異步IO模型下，主線程并沒有休息，而是在消息循環中繼續處理其他消息。這樣，在異步IO模型下，一個線程就可以同時處理多個IO請求，并且沒有切換線程的操作。對于大多數IO密集型的應用程式，使用異步IO将大大提升系統的多任務處理能力。
asyncio
在 python3.5 中，建立一個協程僅僅隻需使用 async 關鍵字，而python3.4使用 @asyncio.coroutine 裝飾器。都引入了原生協程或者說異步生成器。下面的任一代碼,都可以作為協程工作,形式上也是等同的:
3.1 中協程操作隻是簡單的生成器調用，常見的我們還需要在生成器或者說協程之間互相調用，用到yield from。yield from 用于一個generator調用另一個generator，主要是為了generator之間的調用。
yield from 表達式的使用方式如下:
協程的一個關鍵特性是它們可以被連結到一起。（記住，一個協程是可等待的，是以另一個協程可以使用 <code>await</code> 來等待它。）await 将控制器傳遞給時間循環。（挂起目前運作的協程與yield from類似),使用方式如下:
Python3.5 對這兩種調用協程的方法都提供了支援,但是推薦 async/await 作為首選。
Python執行的時候， g() 函數範圍内如果遇到表達式 await f()，就是 await 在告訴事件循環“挂起 g() 函數，直到 f() 傳回結果，在此期間，可以運作其他函數。”
當你使用 await f() 時，要求 f() 是一個可等待的對象。但這并沒有什麼用。現在，隻需要知道可等待對象要麼是(1)其他的協程,要麼就是(2)定義了 .await() 函數且傳回疊代器的對象。如果你正在編寫程式，絕大多數情況隻需要關注案例#1。
1. 使用 await 與 return 的組合建立協程函數。想要調用一個協程函數，必須使用 await 等待傳回結果。
2. 在 async def 代碼塊中使用 yield 的情況并不多見（隻有Python的近期版本才可用）。當你使用 async for 進行疊代的時候，會建立一個異步生成器。暫時先忘掉異步生成器，将目光放在使用 await 與 return 的組合建立協程函數的文法上。
3. 在任何使用 async def 定義的地方都不可以使用 yield from，這會引發異常 SyntaxError。
4. 一如在 def 定義的函數之外使用 yield 會引發異常 SyntaxError，在 async def 定義的協程之外使用 await 也會引發異常 SyntaxError。你隻能在協程内部使用 await。
asyncio的程式設計模型就是一個消息循環。我們從asyncio子產品中直接擷取一個EventLoop的引用，然後把需要執行的協程扔到EventLoop中執行，就實作了異步IO。
用asyncio實作Hello world代碼如下：
@asyncio.coroutine把一個generator标記為coroutine類型，然後，我們就把這個coroutine扔到EventLoop中執行。
hello()會首先列印出Hello world!，然後，yield from文法可以讓我們友善地調用另一個generator。由于asyncio.sleep()也是一個coroutine，是以線程不會等待asyncio.sleep()，而是直接中斷并執行下一個消息循環。當asyncio.sleep()傳回時，線程就可以從yield from拿到傳回值（此處是None），然後接着執行下一行語句。
把asyncio.sleep(1)看成是一個耗時1秒的IO操作，在此期間，主線程并未等待，而是去執行EventLoop中其他可以執行的coroutine了，是以可以實作并發執行。
async/await版本：
我們用Task封裝兩個coroutine試試：
觀察執行過程：
Hello world! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)
(暫停約1秒)
Hello again! (<_MainThread(MainThread, started 140735195337472)>)
由列印的目前線程名稱可以看出，兩個coroutine是由同一個線程并發執行的。
如果把asyncio.sleep()換成真正的IO操作，則多個coroutine就可以由一個線程并發執行。