async await：比requests 更強大

導讀	最近公司 Python 後端專案進行重構，整個後端邏輯基本都變更為採用"非同步"協程的方式實現。看著滿螢幕經過 async await（協程在 Python 中的實現）修飾的程式碼，我頓時感到一臉懵逼，不知所措。

雖然之前有了解過"協程"是什麼東西，但並沒有深入探索，於是正好藉著這次機會可以好好學習一下。

簡單來說，協程是一種基於執行緒之上，但又比執行緒更加輕量級的存在。對於系統核心來說，協程具有不可見的特性，所以這種由 程式設計師自己寫程式來管理 的輕量級執行緒又常被稱作 "使用者空間執行緒"。

1. 執行緒的控制權在作業系統手中，而 協程的控制權完全掌握在使用者自己手中，因此利用協程可以減少程式執行時的上下文切換，有效提高程式執行效率。

2. 建立執行緒時，系統預設分配給執行緒的 棧 大小是 1 M，而協程更輕量，接近 1 K 。因此可以在相同的記憶體中開啟更多的協程。

3. 由於協程的本質不是多執行緒而是單執行緒，所以不需要多執行緒的鎖機制。因為只有一個執行緒，也不存在同時寫變數而引起的衝突。在協程中控制共享資源不需要加鎖，只需要判斷狀態即可。所以協程的執行效率比多執行緒高很多，同時也有效避免了多執行緒中的競爭關係。

適用場景：協程適用於被阻塞的，且需要大量併發的場景。

不適用場景：協程不適用於存在大量計算的場景（因為協程的本質是單執行緒來回切換），如果遇到這種情況，還是應該使用其他手段去解決。

至此我們對 "協程" 應該有了個大概的瞭解，但故事說到這裡，相信有朋友還是滿臉疑問："協程" 對於介面測試有什麼幫助呢？不要著急，答案就在下面。

相信用過 Python 做介面測試的朋友都對 requests 庫不陌生。requests 中實現的 http 請求是同步請求，但其實基於 http 請求 IO 阻塞的特性，非常適合用協程來實現 "非同步" http 請求從而提升測試效率。

相信早就有人注意到了這點，於是在 Github 經過了一番探索後，果不其然，最終尋找到了支援協程 "非同步" 呼叫 http 的開源庫: httpx

httpx 是一個幾乎繼承了所有 requests 的特性並且支援 "非同步" http 請求的開源庫。簡單來說，可以認為 httpx 是強化版 requests。

下面大家可以跟著我一起見識一下 httpx 的強大

httpx 的安裝非常簡單，在 Python 3.6 以上的環境執行

pip install httpx

俗話說得好，效率決定成敗。我分別使用了 httpx 非同步 和 同步 的方式對批量 http 請求進行了耗時比較，來一起看看結果吧～

首先來看看同步 http 請求的耗時表現：

import asyncio  
import httpx  
import threading  
import time  
def sync_main(url, sign):  
    response = httpx.get(url).status_code  
    print(f'sync_main: {threading.current_thread()}: {sign}: {response}')  
sync_start = time.time()  
[sync_main(url=') for i in range(200)]  
sync_end = time.time()  
print(sync_end - sync_start)

程式碼比較簡單，可以看到在 sync_main 中則實現了同步 http 訪問百度 200 次。

執行後輸出如下（擷取了部分關鍵輸出...）：

sync_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 192: 200  
sync_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 193: 200  
sync_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 194: 200  
sync_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 195: 200  
sync_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 196: 200  
sync_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 197: 200  
sync_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 198: 200  
sync_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 199: 200  
16.56578803062439

可以看到在上面的輸出中, 主執行緒沒有進行切換（因為本來就是單執行緒啊喂！）請求按照順序執行（因為是同步請求）。

程式執行共耗時 16.6 秒

下面我們試試 "非同步" http 請求：

import asyncio  
import httpx  
import threading  
import time  
client = httpx.AsyncClient()  
async def async_main(url, sign):  
    response = await client.get(url)  
    status_code = response.status_code  
    print(f'async_main: {threading.current_thread()}: {sign}:{status_code}')  
loop = asyncio.get_event_loop()  
tasks = [async_main(url=') for i in range(200)]  
async_start = time.time()  
loop.run_until_complete(asyncio.wait(tasks))  
async_end = time.time()  
loop.close()  
print(async_end - async_start)

上述程式碼在 async_main 中用 async await 關鍵字實現了"非同步" http，通過 asyncio ( 非同步 io 庫請求百度首頁 200 次並列印出了耗時。

執行程式碼後可以看到如下輸出（擷取了部分關鍵輸出...）

async_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 56: 200  
async_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 99: 200  
async_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 67: 200  
async_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 93: 200  
async_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 125: 200  
async_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 193: 200  
async_main: <_MainThread(MainThread, started 4471512512)>: 100: 200  
4.518340110778809

可以看到順序雖然是亂的（56，99，67...） (這是因為程式在協程間不停切換) 但是主執行緒並沒有切換 （協程本質還是單執行緒 ）。

程式共耗時 4.5 秒

比起同步請求耗時的 16.6 秒 縮短了接近 73 %！

俗話說得好，一步快，步步快。 在耗時方面，"非同步" http 確實比同步 http 快了很多。當然，"協程" 不僅僅能在請求效率方面賦能介面測試， 掌握 "協程"後，相信小夥伴們的技術水平也能提升一個臺階，從而設計出更優秀的測試框架。

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