Event Loop

6.1 Отримання циклу подій

Цикл подій (Event Loop) є центральним компонентом в асинхронному програмуванні з використанням модуля asyncio в Python. Він керує виконанням асинхронних задач, обробкою подій та виконанням операцій введення-виведення. Цикл подій дозволяє кільком задачам виконуватися одночасно, не блокуючи основний потік виконання.

Створення і отримання циклу подій

• asyncio.get_event_loop(): Повертає поточний цикл подій або створює новий, якщо поточного немає.
• asyncio.new_event_loop(): Створює новий цикл подій.
• asyncio.set_event_loop(loop): Встановлює вказаний цикл подій як поточний.

Приклад:

У asyncio є поточний цикл подій, який містить всі виконувані задачі. Ви можете отримати поточний цикл подій або створити новий і встановити його в якості поточного. Що і відбувається в прикладі нижче.

import asyncio

loop = asyncio.get_event_loop()
print(loop)  # Поточний цикл подій
new_loop = asyncio.new_event_loop()
asyncio.set_event_loop(new_loop)
print(asyncio.get_event_loop())  # Новий встановлений цикл подій

Варто зазначити, що метод get_event_loop() повертає поточний активний цикл подій. Створення нового циклу подій і його встановлення слід використовувати з обережністю, щоб уникнути конфліктів в асинхронних додатках.

Запуск циклу подій

• run_forever(): Запускає цикл подій і продовжує його виконання до виклику stop().
• run_until_complete(future): Запускає цикл подій і завершує його після завершення заданої корутини або майбутнього об'єкта.

Приклад:

Цикл подій можна запустити у двох режимах: працювати нескінченно — щось типу while True, або поки не виконається конкретна задача.

import asyncio

async def hello():
    print("Hello")
    await asyncio.sleep(1)
    print("World")
            
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(hello())
loop.close()

Якщо ви запустили Event Loop в режимі run_forever(), він буде крутити всередині себе цикл нескінченно. Метод run_forever() закінчить роботу тільки якщо якась асинхронна задача викличе у нашого EventLoop метод stop().

Зупинка циклу подій

• stop(): Зупиняє цикл подій.
• is_running(): Повертає True, якщо цикл подій запущений.

Приклад:

Якщо цикл запущений в нескінченному режимі, він постійно отримує задачі і виконує їх, то сам він не зупиниться. Хтось повинен отримати об'єкт нашого поточного циклу і викликати у нього метод stop(). Щоб дізнатися, крутиться вічний цикл чи ні, потрібно викликати метод is_running().

import asyncio
            
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.stop()
print(loop.is_running())  # False

6.2 Важливі методи циклу подій

Метод call_soon(callback, *args)

Планує виклик функції callback з аргументами *args якомога швидше.

import asyncio

def my_callback():
    print("Callback executed")
            
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.call_soon(my_callback)
loop.run_forever()

Поміщає функцію callback на самий початок списку задач, щоб вона почала виконуватися якомога швидше. В метод можна передавати неасинхронні функції. Цей метод корисний, коли необхідно виконати задачу з мінімальною затримкою, особливо коли потрібен швидкий відгук в асинхронному додатку.

Метод call_later(delay, callback, *args)

Планує виклик функції callback з аргументами *args через delay секунд.

import asyncio

def my_callback():
    print("Callback executed after delay")
            
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.call_later(2, my_callback)
loop.run_forever()

Цей метод дозволяє виконати відкладений виклик функції: першим параметром передається затримка в секундах (може бути дробною), а далі — посилання на функцію і її параметри. В метод можна передавати неасинхронні функції. Цей метод можна використовувати для керування виконанням задач з різним ступенем терміновості, що корисно при проектуванні складних асинхронних систем.

Метод call_at(when, callback, *args)

Планує виклик функції callback з аргументами *args в момент часу when.

import asyncio
import time
            
def my_callback():
    print("Callback executed at specific time")
            
loop = asyncio.get_event_loop()
when = loop.time() + 2  # Через 2 секунди від поточного часу циклу подій
loop.call_at(when, my_callback)
loop.run_forever()

Якщо ви хочете запустити задачу не через 5 секунд, а, наприклад, о 15:00 або 24:00, то вам зручніше буде скористатися функцією call_at(), яка працює так само, як функція call_soon(), але першим параметром в неї передається не тривалість паузи, а час, в який потрібно викликати задану функцію. В метод можна передавати неасинхронні функції.

Переваги та особливості

Асинхронне виконання: Цикл подій дозволяє виконувати багато задач паралельно, не блокуючи основний потік виконання.

Ефективне управління ресурсами: Асинхронні операції введення-виведення виконуються без блокування, роблячи програми більш ефективними.

Гнучкість і масштабованість: Цикл подій підтримує багато методів для планування задач і обробки подій, що дозволяє створювати складні і масштабовані асинхронні додатки.

6.3 Взаємодія з задачами і майбутніми об'єктами

Цикл подій керує виконанням задач (Tasks) і майбутніх об'єктів (Futures). Він відстежує їх стан і забезпечує їх виконання по мірі готовності.

Приклад:

import asyncio

async def main():
    await asyncio.sleep(1)
    print("Task completed")
            
loop = asyncio.get_event_loop()
task = loop.create_task(main())
loop.run_until_complete(task)

У цьому прикладі показано, як цикл подій керує виконанням задачі, створеної за допомогою методу create_task. Методи call_soon(), call_later() і call_at() можна використовувати для керування виконанням задач з різним ступенем терміновості, що корисно при проектуванні складних асинхронних систем.