前端的 Python 入门指南（七）：异步场景的实现方案对比 - 内置+显示事件循环 + async+await

🕗 发布于 2024-12-13 21:27 前端 python 开发语言 javascript 异步

《前端的 Python 入门指南》系列文章：

在现代开发中，无论是前端还是后端，异步编程 都是不可或缺的一部分。前端开发者可能已经熟悉 JavaScript 的异步模型，包括回调函数、Promise 和 async/await。而在 Python 中，异步编程也越来越重要，特别是在需要处理大量 I/O 操作（如网络请求或文件读写）时。

本文将对比 JavaScript 和 Python 在异步场景中的实现方案，分析它们的优缺点，帮助前端开发者更好地理解和应用 Python 的异步特性。

1. 异步模型的基础概念

JavaScript 的事件循环

JavaScript 基于 事件循环（Event Loop） 实现异步：

单线程模型：主线程负责执行代码和事件处理。
异步任务被添加到任务队列中，由事件循环逐一处理。

常见异步场景：

定时器：setTimeout/setInterval
DOM 事件：addEventListener
网络请求：fetch/XMLHttpRequest

Python 的事件循环

Python 的异步模型从 Python 3.5 开始引入，基于 asyncio 框架：

Python 的事件循环类似于 JavaScript，但需要显式创建和运行。
通过 async 和 await 实现异步函数，简化了异步编程。

2. 常见异步实现方案对比

特性	JavaScript	Python
回调函数	通过回调实现异步任务	可通过 `asyncio` 的回调实现，但较少使用
Promise/Future	Promise 是标准异步模式，支持链式调用	Future 是低层封装，`asyncio` 广泛使用
async/await	简化了异步语法，异步编程更直观	从 Python 3.5 开始支持，与 JS 类似
事件循环	自动运行，隐藏在引擎中	需要显式创建和运行，使用 `asyncio.run`

3. 回调函数实现异步

JavaScript：回调地狱

早期的 JavaScript 异步编程主要依赖回调函数，但嵌套过多时会形成“回调地狱”。

setTimeout(() => {
    console.log("First task done");
    setTimeout(() => {
        console.log("Second task done");
        setTimeout(() => {
            console.log("Third task done");
        }, 1000);
    }, 1000);
}, 1000);

Python：通过 `asyncio` 使用回调

在 Python 中，可以通过 asyncio 的回调机制实现类似功能，但使用较少，原因是 async/await 更推荐。

import asyncio

async def first_task():
    print("First task done")
    await asyncio.sleep(1)
    print("Second task done")
    await asyncio.sleep(1)
    print("Third task done")

asyncio.run(first_task())

对比：

JavaScript 中回调函数的嵌套容易导致代码难以维护。
Python 更倾向于直接使用 async/await，即便是异步链式调用，代码也更易读。

4. Promise/Future 实现异步

JavaScript 的 Promise

Promise 是 JavaScript 的核心异步实现之一，提供了链式调用，解决了回调地狱的问题。

new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => resolve("First task done"), 1000);
}).then((result) => {
    console.log(result);
    return new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve("Second task done"), 1000));
}).then((result) => {
    console.log(result);
});

Python 的 Future

Python 的 Future 类似于 JavaScript 的 Promise，表示一个尚未完成的异步操作，通常由 asyncio 框架管理。

import asyncio

async def first_task():
    await asyncio.sleep(1)
    print("First task done")
    return "First result"

async def second_task():
    await asyncio.sleep(1)
    print("Second task done")
    return "Second result"

async def main():
    first = await first_task()
    print(first)
    second = await second_task()
    print(second)

asyncio.run(main())

对比：

JavaScript 的 Promise 是语言内置的，使用链式调用更常见。
Python 的 Future 通常由 asyncio 自动管理，开发者更多使用 async/await。

5. async/await 的对比

JavaScript 的 `async/await`

async/await 是 JavaScript 异步编程的终极方案，让异步代码看起来像同步代码。

async function fetchData() {
    const response = await fetch("https://api.example.com/data");
    const data = await response.json();
    console.log(data);
}

fetchData();

Python 的 `async/await`

Python 从 3.5 版本开始引入 async/await，大幅提升了异步代码的可读性。

import asyncio

async def fetch_data():
    await asyncio.sleep(1)  # 模拟异步请求
    print("Data fetched")

asyncio.run(fetch_data())

对比：

async/await 在 JavaScript 和 Python 中语法几乎一致，前端开发者可以快速适应。
Python 的异步场景更适合处理 I/O 密集型任务，而 JavaScript 异步更多用于浏览器环境下的事件驱动。

6. 事件循环的实现对比

JavaScript 的事件循环

JavaScript 的事件循环是引擎的一部分，开发者无需手动管理。

示例：

console.log("Start");

setTimeout(() => {
    console.log("Timeout");
}, 0);

console.log("End");

输出：

Start
End
Timeout

Python 的事件循环

Python 的事件循环需要通过 asyncio 显式创建和运行。

示例：

import asyncio

async def main():
    print("Start")
    await asyncio.sleep(0)
    print("End")

asyncio.run(main())

输出：

Start
End

7. 优缺点对比

特性	JavaScript	Python
异步支持	原生支持，异步模型成熟	Python 3.5+ 引入异步，发展较晚
事件循环	自动运行，隐藏在引擎中	需要显式管理，灵活性更高
语法易用性	`async/await` 易用，Promise 支持链式调用	`async/await` 易用，语法与 JS 类似
适用场景	浏览器环境，事件驱动异步任务	I/O 密集型任务，如文件读写、网络请求
性能	单线程事件驱动，适合轻量级异步任务	通过 `asyncio` 和多线程/多进程提高并发能力

8. 总结与建议

何时选择 JavaScript 异步

实时交互：如用户事件、DOM 操作和网络请求。
动态更新：如动态加载数据并更新页面。

何时选择 Python 异步

I/O 密集型任务：如高并发网络请求、大文件处理。
后端服务：如异步 Web 服务（Django、FastAPI）。

学习建议：

对前端开发者来说，Python 的 async/await 语法几乎与 JavaScript 完全一致，上手非常容易。
如果需要处理异步任务，建议优先使用 asyncio 提供的工具，而不是低层的 Future。
熟悉 Python 的事件循环和任务调度机制，可以更高效地处理 I/O 密集型应用。

异步编程虽然看起来复杂，但掌握后会让你的开发效率和代码质量提升一个新台阶！(•̀ᴗ•́)و 继续加油吧！

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原文地址：https://blog.csdn.net/m0_38015699/article/details/144294171

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前端的 Python 入门指南（七）：异步场景的实现方案对比 - 内置+显示事件循环 + async+await

1. 异步模型的基础概念

JavaScript 的事件循环

Python 的事件循环

2. 常见异步实现方案对比

3. 回调函数实现异步

JavaScript：回调地狱

Python：通过 asyncio 使用回调

4. Promise/Future 实现异步

JavaScript 的 Promise

Python 的 Future

5. async/await 的对比

JavaScript 的 async/await

Python 的 async/await

6. 事件循环的实现对比

JavaScript 的事件循环

示例：

Python 的事件循环

示例：

7. 优缺点对比

8. 总结与建议

何时选择 JavaScript 异步

何时选择 Python 异步

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