asyncio พื้นฐาน

Event loop

asyncio ทำงานบน event loop: ตัว scheduler ที่เก็บ queue ของ coroutines และ callbacks, รันทีละตัว และสลับระหว่างกันเมื่อตัวใดหยุดที่ expression await

ไม่มีการสร้าง OS threads ใดๆ concurrency เป็นแบบ cooperative — coroutine ต้องยกการควบคุมโดยสมัครใจด้วย await เพื่อให้ coroutines อื่นทำงานได้

import asyncio

async def say(message: str, delay: float) -> None:
    await asyncio.sleep(delay)
    print(message)

async def main() -> None:
    await say("Hello", 0.1)
    await say("World", 0.1)

asyncio.run(main())
# Hello
# World

ในตัวอย่างแบบ sequential นี้ say("World", …) ยังไม่เริ่มจนกว่า say("Hello", …) จะเสร็จสิ้น

`async def` และ coroutines

ฟังก์ชันที่กำหนดด้วย async def คือ coroutine function การเรียกฟังก์ชันนี้ไม่ได้รันเนื้อหา — แต่คืน coroutine object เนื้อหาจะรันเฉพาะเมื่อ coroutine ถูก await หรือถูก schedule บน event loop เท่านั้น

import asyncio

async def greet(name: str) -> str:
    return f"Hello, {name}!"

# การเรียก greet() คืน coroutine object — ยังไม่มีอะไรรัน
coro = greet("Python")
print(type(coro))          # <class 'coroutine'>

# Await มันเพื่อรันเนื้อหาจริง
result = asyncio.run(greet("Python"))
print(result)              # Hello, Python!

`await` หยุดและกลับมาทำงาน

keyword await ใช้ได้เฉพาะภายในฟังก์ชัน async def เท่านั้น await หยุด coroutine ปัจจุบันและยกการควบคุมกลับไปยัง event loop event loop รัน coroutines อื่นที่พร้อมแล้วกลับมาที่ coroutine นี้เมื่อ awaited object เสร็จสิ้น

import asyncio

async def fetch_data(label: str) -> str:
    print(f"  {label}: starting fetch")
    await asyncio.sleep(0.05)          # หยุดที่นี่
    print(f"  {label}: fetch done")
    return f"data-{label}"

async def main() -> None:
    result = await fetch_data("A")
    print(result)

asyncio.run(main())
#   A: starting fetch
#   A: fetch done
# data-A

`asyncio.run` — จุดเข้าหลัก

asyncio.run(coro) สร้าง event loop ใหม่, รัน coroutine จนเสร็จสมบูรณ์, ปิด loop และคืนค่าผลลัพธ์ เป็น entry point มาตรฐานสำหรับโปรแกรม async

import asyncio

async def compute(x: int) -> int:
    await asyncio.sleep(0)     # yield ให้ event loop ครั้งหนึ่ง
    return x ** 2

result = asyncio.run(compute(7))
print(result)    # 49

เรียก asyncio.run ครั้งเดียวต่อโปรแกรม ที่ระดับบนสุด อย่า nest การเรียก asyncio.run — การเรียกภายในจะ raise RuntimeError: This event loop is already running

`asyncio.gather` — รัน coroutines แบบ concurrent

asyncio.gather(*coroutines) กำหนด schedule coroutines ทั้งหมดพร้อมกันและรอทั้งหมด ผลลัพธ์คืนในลำดับเดียวกับ input coroutines

import asyncio

async def step(label: str, delay: float) -> str:
    await asyncio.sleep(delay)
    return f"{label} done"

async def main() -> None:
    results = await asyncio.gather(
        step("A", 0.3),
        step("B", 0.1),
        step("C", 0.2),
    )
    print(results)
    # ['A done', 'B done', 'C done']   — ลำดับ input เสมอ
    # เวลารวม ≈ 0.3 วินาที ไม่ใช่ 0.6 วินาที

asyncio.run(main())

ผลลัพธ์อยู่ใน ลำดับ input เสมอ ไม่ว่าจะเสร็จในลำดับใด ซึ่งเหมือนกับ Promise.all ของ JavaScript

การจัดการ failure ด้วย `return_exceptions=True`

โดยค่าเริ่มต้น หาก coroutine ใด raise, gather จะส่งต่อ exception แรกและยกเลิกที่เหลือ ส่ง return_exceptions=True เพื่อรวบรวม exceptions เป็น values แทน (เหมือน Promise.allSettled)

import asyncio

async def risky(n: int) -> int:
    if n == 2:
        raise ValueError(f"n={n} is bad")
    return n * 10

async def main() -> None:
    results = await asyncio.gather(
        risky(1),
        risky(2),
        risky(3),
        return_exceptions=True,
    )
    for r in results:
        if isinstance(r, Exception):
            print(f"Error: {r}")
        else:
            print(f"OK: {r}")

asyncio.run(main())
# OK: 10
# Error: n=2 is bad
# OK: 30

Python 3.11+: `asyncio.TaskGroup`

asyncio.TaskGroup (3.11+) เป็น structured-concurrency ทางเลือกแทน gather หาก task ใด raise, group จะยกเลิก tasks ที่เหลือทั้งหมดโดยอัตโนมัติ

import asyncio

async def work(label: str, delay: float) -> str:
    await asyncio.sleep(delay)
    return f"{label} complete"

async def main() -> None:
    async with asyncio.TaskGroup() as tg:
        task_a = tg.create_task(work("A", 0.2))
        task_b = tg.create_task(work("B", 0.1))
    # ทั้งสอง task เสร็จสิ้นที่นี่ exceptions ถูก re-raise อัตโนมัติ
    print(task_a.result())
    print(task_b.result())

asyncio.run(main())

asyncio พื้นฐาน

Event loop

async def และ coroutines

await หยุดและกลับมาทำงาน

asyncio.run — จุดเข้าหลัก

asyncio.gather — รัน coroutines แบบ concurrent

การจัดการ failure ด้วย return_exceptions=True

Python 3.11+: asyncio.TaskGroup