8.2. 协程与任务¶

协程是构建 asyncio 程序的工作单元；任务则是应用程序并发运行多个协程的方式。

8.2.1. 协程¶

协程是用 async def 声明的函数：：

import asyncio

async def heartbeat(interval_ms):
    while True:
        print("tick")
        await asyncio.sleep_ms(interval_ms)

其主体看起来就像一个普通函数，只多了一项要素：await。在协程必须等待某事的任何位置——一次休眠、一次网络读取、某个事件被置位——它都会 await 一个知道如何挂起该协程、直到它所等待的东西就绪的表达式。在每一个 await 处，协程都会把控制权交还给 asyncio；一旦被 await 的操作完成，asyncio 会从同一位置恢复它。

asyncio 模块提供了两种休眠：

asyncio.sleep()——参数以秒为单位，接受浮点数。
asyncio.sleep_ms()——参数以毫秒为单位，接受整数。这是 MicroPython 的扩展；在摄像头上通常是更合适的选择，因为固件中的各种时序参数都是以毫秒为单位的。

单独一个 async def 本身什么也不做。调用 heartbeat(500) 并不会执行其主体；它返回一个协程对象，这个对象需要由 asyncio 来调度。调度它最简单的方式是 asyncio.run()：：

asyncio.run(heartbeat(500))

asyncio.run() 启动事件循环，将交给它的协程作为顶层入口点进行调度，驱动循环直到该协程返回，然后拆除循环。对于单个协程而言，这就是整个程序。对于多个协程，应用程序则要借助任务。

8.2.2. 任务¶

任务是 asyncio 对协程的封装，意思是把它与当前协程并发地调度，并让我继续往下执行。asyncio.create_task() 会创建一个任务，并返回一个表示这项已调度工作的 Task 对象：：

task = asyncio.create_task(heartbeat("fast", 100))

该协程现在已进入循环的调度计划；调用方并没有等待它。返回的 Task 就是调用方之后用来与这项正在运行的工作交互的句柄。

一旦应用程序拿到了句柄，就可以用它做三件事：

等待任务完成。 Task 本身是可 await 的。result = await task 会挂起当前协程，直到 task 的协程返回，然后以该协程返回的任何值恢复执行（或者重新抛出它所抛出的任何异常）。
取消任务。 task.cancel() 会安排在任务协程的下一个 await 处向其内部抛出 asyncio.CancelledError，给它一个机会在 finally 块中运行清理代码。超时与取消页面会介绍其中的细节。
之后识别它。 asyncio.current_task() 返回当前正在运行的协程所对应的 Task。大多数脚本从不调用它；它会出现在监测代码和异常处理程序中。

脚本并非每次都必须捕获句柄。应用程序启动后任其运行的一次性后台任务可以丢弃返回值——循环仍然会调度它们：：

import asyncio

async def heartbeat(name, interval_ms):
    while True:
        print(name)
        await asyncio.sleep_ms(interval_ms)

async def main():
    asyncio.create_task(heartbeat("fast", 100))
    asyncio.create_task(heartbeat("slow", 500))
    await asyncio.sleep(5)

asyncio.run(main())

这两次 create_task 调用调度了两个心跳，却没有等待其中任何一个。控制权立即返回到 main，随后它 await 一次五秒的休眠。在它休眠期间，两个心跳任务取得进展；循环会在任何一个准备好运行的任务之间轮转。五秒之后 main 返回，循环拆除所有仍然存活的任务，然后 asyncio.run() 返回给调用方。

每当应用程序确实需要上述三种操作之一时，就捕获句柄。实际上这意味着几乎总是要捕获，因为干净地关闭一个应用程序意味着要取消它所衍生的后台任务——取消页面会介绍这一模式。

8.2.3. 两行规则¶

最小的 asyncio 程序就是上面那些示例所结尾的那两行：：

async def main():
    ...

asyncio.run(main())

其他一切——应用程序所创建的任务、用来协调它们的原语、它所打开的流——都发生在 main 内部（以及 main 所衍生的协程内部）。当一个脚本超出了摄像头经典的 while True: csi0.snapshot() 循环的承载能力时，答案并不是在多个地方调用 asyncio.run()；而是把新的工作以更多任务的形式折叠进 main 中。