Event Loop

6.1 Uzyskanie cyklu wydarzeń

Cykl wydarzeń (Event Loop) jest centralnym elementem w programowaniu asynchronicznym z wykorzystaniem modułu asyncio w Python. Zarządza wykonaniem zadań asynchronicznych, obsługą wydarzeń i operacjami wejścia-wyjścia. Cykl wydarzeń pozwala kilku zadaniom wykonywać się jednocześnie, nie blokując głównego wątku wykonania.

Tworzenie i uzyskiwanie cyklu wydarzeń

• asyncio.get_event_loop(): Zwraca aktualny cykl wydarzeń lub tworzy nowy, jeśli aktualnego nie ma.
• asyncio.new_event_loop(): Tworzy nowy cykl wydarzeń.
• asyncio.set_event_loop(loop): Ustawia podany cykl wydarzeń jako aktualny.

Przykład:

asyncio posiada aktualny cykl wydarzeń, który zawiera wszystkie wykonywane zadania. Możesz uzyskać aktualny cykl wydarzeń lub stworzyć nowy i ustawić go jako aktualny. Co dzieje się w poniższym przykładzie.

import asyncio

loop = asyncio.get_event_loop()
print(loop)  # Aktualny cykl wydarzeń
new_loop = asyncio.new_event_loop()
asyncio.set_event_loop(new_loop)
print(asyncio.get_event_loop())  # Nowo ustawiony cykl wydarzeń

Warto zauważyć, że metoda get_event_loop() zwraca aktualny aktywny cykl wydarzeń. Tworzenie nowego cyklu wydarzeń i jego ustawienie powinno być używane ostrożnie, aby uniknąć konfliktów w aplikacjach asynchronicznych.

Uruchamianie cyklu wydarzeń

• run_forever(): Uruchamia cykl wydarzeń i kontynuuje jego wykonywanie do momentu wywołania stop().
• run_until_complete(future): Uruchamia cykl wydarzeń i kończy go po zakończeniu zadanej korutyny lub obiektu future.

Przykład:

Cykl wydarzeń można uruchomić w dwóch trybach: pracować bez końca — coś w rodzaju while True, albo do momentu wykonania konkretnego zadania.

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()

Jeśli uruchomiłeś Event Loop w trybie run_forever(), będzie kręcił wewnątrz siebie cykl bez końca. Metoda run_forever() zakończy pracę tylko jeśli jakieś asynchroniczne zadanie wywoła u naszego EventLoop metodę stop().

Zatrzymywanie cyklu wydarzeń

• stop(): Zatrzymuje cykl wydarzeń.
• is_running(): Zwraca True, jeśli cykl wydarzeń jest uruchomiony.

Przykład:

Jeśli cykl jest uruchomiony w trybie bez końca, stale odbiera zadania i je wykonuje, to sam się nie zatrzyma. Ktoś musi uzyskać obiekt naszego aktualnego cyklu i wywołać u niego metodę stop(). Żeby dowiedzieć się, czy cykl działa bez końca, należy wywołać metodę is_running().

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

6.2 Ważne metody cyklu wydarzeń

Metoda call_soon(callback, *args)

Planuje wywołanie funkcji callback z argumentami *args tak szybko, jak to możliwe.

import asyncio

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

Umieszcza funkcję callback na samym początku listy zadań, aby mogła rozpocząć się jak najszybciej. Do metody można przekazywać funkcje nieasynchroniczne. Ta metoda jest przydatna, gdy trzeba wykonać zadanie z minimalnym opóźnieniem, szczególnie gdy wymagana jest natychmiastowa reakcja w aplikacji asynchronicznej.

Metoda call_later(delay, callback, *args)

Planuje wywołanie funkcji callback z argumentami *args po opóźnieniu delay sekund.

import asyncio

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

Ta metoda pozwala na wykonanie odłożonego wywołania funkcji: pierwszym parametrem przekazywane jest opóźnienie w sekundach (może być ułamkowe), a dalej — odnośnik do funkcji i jej parametry. Do metody można przekazywać funkcje nieasynchroniczne. Ta metoda może być używana do zarządzania wykonywaniem zadań o różnym stopniu pilności, co jest przydatne przy projektowaniu złożonych systemów asynchronicznych.

Metoda call_at(when, callback, *args)

Planuje wywołanie funkcji callback z argumentami *args w momencie czasu when.

import asyncio
import time
            
def my_callback():
    print("Callback executed at specific time")
            
loop = asyncio.get_event_loop()
when = loop.time() + 2  # Za 2 sekundy od aktualnego czasu cyklu wydarzeń
loop.call_at(when, my_callback)
loop.run_forever()

Jeśli chcesz uruchomić zadanie nie za 5 sekund, ale na przykład o 15:00 lub 24:00, to wygodniej będzie skorzystać z funkcji call_at(), która działa tak samo, jak funkcja call_soon(), ale pierwszym parametrem w niej przekazywany jest nie czas trwania pauzy, ale czas, w którym należy wywołać zadaną funkcję. Do metody można przekazywać funkcje nieasynchroniczne.

Zalety i cechy

Asynchroniczne wykonanie: Cykl wydarzeń pozwala wykonywać wiele zadań równolegle, nie blokując głównego wątku wykonania.

Efektywne zarządzanie zasobami: Asynchroniczne operacje wejścia-wyjścia wykonywane są bez blokowania, co sprawia, że programy są bardziej efektywne.

Elastyczność i skalowalność: Cykl wydarzeń obsługuje wiele metod do planowania zadań i obsługi wydarzeń, co pozwala tworzyć złożone i skalowalne aplikacje asynchroniczne.

6.3 Interakcja z zadaniami i obiektami future

Cykl wydarzeń zarządza wykonaniem zadań (Tasks) i obiektów future. Śledzi ich stan i zapewnia ich wykonanie w miarę gotowości.

Przykład:

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)

W tym przykładzie pokazano, jak cykl wydarzeń zarządza wykonaniem zadania, stworzonego za pomocą metody create_task. Metody call_soon(), call_later() i call_at() można używać do zarządzania wykonywaniem zadań o różnym stopniu pilności, co jest przydatne przy projektowaniu złożonych systemów asynchronicznych.