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Python 的異步功能徹底改變了 Web 開發(fā)。 我有機(jī)會(huì)與幾個(gè)充分利用這種潛力的強(qiáng)大庫合作。 讓我們深入研究對(duì)異步 Web 開發(fā)產(chǎn)生重大影響的六個(gè)關(guān)鍵庫。

FastAPI 已迅速成為我用于創(chuàng)建高性能 API 的首選框架。它的速度、用戶友好性和自動(dòng) API 文檔都非常出色。 FastAPI 使用 Python 類型提示增強(qiáng)了代碼可讀性并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)請(qǐng)求驗(yàn)證和序列化。

這是一個(gè)簡單的 FastAPI 應(yīng)用程序示例：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/")
async def root():
    return {"message": "Hello World"}

@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int):
    return {"item_id": item_id}

此代碼建立了一個(gè)具有兩個(gè)端點(diǎn)的基本 API。 item_id 參數(shù)的類型提示會(huì)自動(dòng)驗(yàn)證其整數(shù)數(shù)據(jù)類型。

對(duì)于客戶端和服務(wù)器端異步 HTTP 操作，aiohttp 已被證明始終可靠。 它的多功能性從并發(fā) API 請(qǐng)求擴(kuò)展到構(gòu)建完整的 Web 服務(wù)器。

以下是如何使用 aiohttp 作為多個(gè)并發(fā)請(qǐng)求的客戶端：

import aiohttp
import asyncio

async def fetch(session, url):
    async with session.get(url) as response:
        return await response.text()

async def main():
    urls = ['http://example.com', 'http://example.org', 'http://example.net']
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        tasks = [fetch(session, url) for url in urls]
        responses = await asyncio.gather(*tasks)
        for url, response in zip(urls, responses):
            print(f"{url}: {len(response)} bytes")

asyncio.run(main())

該腳本同時(shí)從多個(gè) URL 檢索內(nèi)容，展示了異步操作的效率。

Sanic 類似 Flask 的簡單性加上異步性能給我留下了深刻的印象。 它是為熟悉 Flask 的開發(fā)人員設(shè)計(jì)的，同時(shí)仍然充分利用異步編程的潛力。

基本的 Sanic 應(yīng)用程序：

from sanic import Sanic
from sanic.response import json

app = Sanic("MyApp")

@app.route("/")
async def test(request):
    return json({"hello": "world"})

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", port=8000)

這建立了一個(gè)簡單的 JSON API 端點(diǎn)，突出了 Sanic 清晰的語法。

Tornado 是創(chuàng)建可擴(kuò)展、非阻塞 Web 應(yīng)用程序的可靠選擇。它的集成網(wǎng)絡(luò)庫對(duì)于長輪詢和 WebSockets 特別有用。

這是一個(gè) Tornado WebSocket 處理程序示例：

import tornado.ioloop
import tornado.web
import tornado.websocket

class EchoWebSocket(tornado.websocket.WebSocketHandler):
    def open(self):
        print("WebSocket opened")

    def on_message(self, message):
        self.write_message(u"You said: " + message)

    def on_close(self):
        print("WebSocket closed")

if __name__ == "__main__":
    application = tornado.web.Application([
        (r"/websocket", EchoWebSocket),
    ])
    application.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

此代碼設(shè)置一個(gè) WebSocket 服務(wù)器來鏡像接收到的消息。

Quart 對(duì)于需要 Flask 應(yīng)用程序遷移到異步操作而不需要完全重寫的項(xiàng)目來說是變革性的。它的 API 與 Flask 非常相似，確保了平穩(wěn)過渡。

一個(gè)簡單的夸脫應(yīng)用程序：

from quart import Quart, websocket

app = Quart(__name__)

@app.route('/')
async def hello():
    return 'Hello, World!'

@app.websocket('/ws')
async def ws():
    while True:
        data = await websocket.receive()
        await websocket.send(f"echo {data}")

if __name__ == '__main__':
    app.run()

這說明了標(biāo)準(zhǔn)和 WebSocket 路由，展示了 Quart 的多功能性。

Starlette 是我首選的輕量級(jí) ASGI 框架基礎(chǔ)。 作為 FastAPI 的基礎(chǔ)，它擅長構(gòu)建高性能異步 Web 服務(wù)。

基本的 Starlette 應(yīng)用程序：

from starlette.applications import Starlette
from starlette.responses import JSONResponse
from starlette.routing import Route

async def homepage(request):
    return JSONResponse({'hello': 'world'})

app = Starlette(debug=True, routes=[
    Route('/', homepage),
])

這設(shè)置了一個(gè)簡單的 JSON API，突出了 Starlette 的極簡設(shè)計(jì)。

使用這些異步庫教會(huì)了我一些提高應(yīng)用程序性能和可靠性的最佳實(shí)踐。

對(duì)于長時(shí)間運(yùn)行的任務(wù)，后臺(tái)任務(wù)或作業(yè)隊(duì)列對(duì)于防止阻塞主事件循環(huán)至關(guān)重要。 這是使用 FastAPI 的 BackgroundTasks 的示例：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/")
async def root():
    return {"message": "Hello World"}

@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int):
    return {"item_id": item_id}

這會(huì)異步安排日志寫入，從而允許立即 API 響應(yīng)。

對(duì)于數(shù)據(jù)庫操作來說，異步數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序至關(guān)重要。 像 asyncpg (PostgreSQL) 和 motor (MongoDB) 這樣的庫是無價(jià)的。

與外部 API 交互時(shí)，具有正確錯(cuò)誤處理和重試功能的異步 HTTP 客戶端至關(guān)重要。

關(guān)于性能，F(xiàn)astAPI 和 Sanic 通常為簡單的 API 提供卓越的原始性能。 然而，框架的選擇通常取決于項(xiàng)目需求和團(tuán)隊(duì)熟悉程度。

FastAPI 擅長自動(dòng) API 文檔和請(qǐng)求驗(yàn)證。 Aiohttp 提供對(duì) HTTP 客戶端/服務(wù)器行為的更好控制。 Sanic 提供類似 Flask 的簡單性和異步功能。 Tornado 的集成網(wǎng)絡(luò)庫非常適合 WebSocket 和長輪詢。 Quart 有助于將 Flask 應(yīng)用程序遷移到異步操作。 Starlette 非常適合構(gòu)建自定義框架或輕量級(jí) ASGI 服務(wù)器。

總之，這六個(gè)庫顯著增強(qiáng)了我用 Python 構(gòu)建高效、高性能異步 Web 應(yīng)用程序的能力。 每個(gè)都具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，最佳選擇取決于項(xiàng)目的具體要求。 通過利用這些工具并遵循異步最佳實(shí)踐，我創(chuàng)建了高度并發(fā)、響應(yīng)靈敏且可擴(kuò)展的 Web 應(yīng)用程序。

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