0

0

Python 单线程为什么也能处理高并发 I/O?

舞夢輝影

舞夢輝影

发布时间:2026-01-19 16:09:09

|

407人浏览过

|

来源于php中文网

原创

Python单线程高并发I/O靠事件循环+非阻塞I/O+协程协作调度,非多线程;await挂起协程交还控制权,I/O就绪后恢复;CPU密集型任务需用run_in_executor避免阻塞循环。

python 单线程为什么也能处理高并发 i/o?

Python 单线程能处理高并发 I/O,靠的不是“同时执行多个任务”,而是“不等”——在等待 I/O(比如网络请求、文件读写、数据库查询)时,主动把控制权交出去,去处理其他已经就绪的任务。核心机制是 事件循环 + 非阻塞 I/O + 协程协作式调度,而不是靠多线程或 CPU 并行。

非阻塞 I/O 让线程不卡在等待上

传统同步 I/O(如 requests.get())会一直卡住线程,直到响应返回;而异步 I/O(如 aiohttpasyncio.open_connection)底层使用操作系统提供的非阻塞接口(如 Linux 的 epoll、macOS 的 kqueue)。调用后立刻返回,系统会在数据就绪时通知事件循环。

  • socket 设置为 non-blocking 模式,read/write 立即返回,若无数据则抛出 BlockingIOError
  • 事件循环持续监控成百上千个 socket 的状态变化,只对“可读/可写”的 socket 才真正发起操作
  • 没有“空转轮询”,效率远高于 while 循环检查

协程让逻辑可暂停、可恢复

Python 的 async/await 定义的是协程函数,它不是线程,也不开新,只是普通函数对象加了个状态机。遇到 await 时,当前协程主动挂起,把控制权还给事件循环;等 I/O 就绪、结果可用时,事件循环再唤醒它继续执行。

  • await 后面必须是 Awaitable 对象(如 asyncio.Futureasyncio.Task、另一个协程)
  • 挂起和恢复不涉及线程切换开销,上下文保存在协程对象内部(如局部变量存在 __code____closure__ 中)
  • 一个线程里可以轻松维持数万协程,内存占用极小(每个协程约几百字节

事件循环统一调度,避免竞态与锁

整个异步程序运行在一个事件循环中(如 asyncio.run() 启动的默认循环),所有协程共享同一个线程、同一套变量空间。因为没有真实并发(无抢占式多任务),只要不手动调用阻塞函数(如 time.sleep()requests.get()),就不会出现竞态条件。

Picsart AI Image Generator
Picsart AI Image Generator

Picsart推出的AI图片生成器

下载

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

  • 不需要 threading.Lock,多数场景下普通变量即可安全读写
  • 调度完全由程序员控制:await 是明确的让点,不是操作系统随机中断
  • 调试更可预测——协程执行路径是确定的,不像多线程那样难以复现时序问题

注意:CPU 密集型任务仍会阻塞整个循环

异步 I/O 解决的是“等待慢设备”的问题,不是“计算慢”的问题。如果协程里做了大量数学运算、图像处理或正则匹配,事件循环会被独占,其他协程无法运行。

  • 解决方法:用 loop.run_in_executor() 把 CPU 工作扔进线程池或进程池
  • 不要在协程中调用 time.sleep(),改用 await asyncio.sleep()
  • 第三方库必须提供异步接口(如 aiohttpaiomysql),否则需包装或换库

相关专题

更多
python开发工具
python开发工具

php中文网为大家提供各种python开发工具,好的开发工具,可帮助开发者攻克编程学习中的基础障碍,理解每一行源代码在程序执行时在计算机中的过程。php中文网还为大家带来python相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

760

2023.06.15

python打包成可执行文件
python打包成可执行文件

本专题为大家带来python打包成可执行文件相关的文章,大家可以免费的下载体验。

639

2023.07.20

python能做什么
python能做什么

python能做的有:可用于开发基于控制台的应用程序、多媒体部分开发、用于开发基于Web的应用程序、使用python处理数据、系统编程等等。本专题为大家提供python相关的各种文章、以及下载和课程。

763

2023.07.25

format在python中的用法
format在python中的用法

Python中的format是一种字符串格式化方法,用于将变量或值插入到字符串中的占位符位置。通过format方法,我们可以动态地构建字符串,使其包含不同值。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

619

2023.07.31

python教程
python教程

Python已成为一门网红语言,即使是在非编程开发者当中,也掀起了一股学习的热潮。本专题为大家带来python教程的相关文章,大家可以免费体验学习。

1285

2023.08.03

python环境变量的配置
python环境变量的配置

Python是一种流行的编程语言,被广泛用于软件开发、数据分析和科学计算等领域。在安装Python之后,我们需要配置环境变量,以便在任何位置都能够访问Python的可执行文件。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

549

2023.08.04

python eval
python eval

eval函数是Python中一个非常强大的函数,它可以将字符串作为Python代码进行执行,实现动态编程的效果。然而,由于其潜在的安全风险和性能问题,需要谨慎使用。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

579

2023.08.04

scratch和python区别
scratch和python区别

scratch和python的区别:1、scratch是一种专为初学者设计的图形化编程语言,python是一种文本编程语言;2、scratch使用的是基于积木的编程语法,python采用更加传统的文本编程语法等等。本专题为大家提供scratch和python相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

709

2023.08.11

xml格式相关教程
xml格式相关教程

本专题整合了xml格式相关教程汇总,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

0

2026.01.19

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
MySQL 教程
MySQL 教程

共48课时 | 1.8万人学习

MySQL 初学入门(mosh老师)
MySQL 初学入门(mosh老师)

共3课时 | 0.3万人学习

简单聊聊mysql8与网络通信
简单聊聊mysql8与网络通信

共1课时 | 801人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号