0. 背景

想了解一下 Python 的异步编程，所以就学习了一些示例代码。

1. 示例代码 1

controllers.py

import asyncio
from datetime import datetime


async def foo():
    print(f'{datetime.now()} Foo')


async def bar():
    while True:
        print(f'{datetime.now()} Bar')
        await asyncio.sleep(1)

代码说明，

这是一个使用 asyncio 库实现的 Python 异步编程示例。asyncio 是 Python 3.4 引入的标准库，用于编写协程（coroutine）和异步 I/O 代码。在这个示例中，定义了两个异步函数 foo 和 bar。

foo 函数是一个简单的异步函数，每次被调用时会打印当前时间和字符串 “Foo”。

bar 函数是一个无限循环的异步函数，每秒钟打印当前时间和字符串 “Bar”，然后等待 1 秒钟。这里使用了 asyncio.sleep() 函数来等待指定的时间。

在异步编程中，可以使用协程来实现非阻塞的异步操作。协程是一种轻量级的线程，可以在单个线程中运行多个协程，从而实现并发操作。在这个示例中，使用了 asyncio 库提供的协程机制来实现异步操作。使用 asyncio.run() 函数来运行这个示例，它会自动创建一个事件循环，并将 foo 和 bar 函数注册到事件循环中。

main.py

import asyncio
from controllers import foo, bar
from apscheduler.schedulers.asyncio import AsyncIOScheduler


async def main():
    # Init message
    print('\nPress Ctrl-C to quit at anytime!\n')

    scheduler = AsyncIOScheduler()
    scheduler.add_job(foo, "interval", seconds=2)
    scheduler.start()

    await asyncio.create_task(bar())


if __name__ == "__main__":
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.create_task(main())
    loop.run_forever()

代码说明，

这段代码使用了 asyncio 库和 apscheduler 库来实现一个定时任务调度器。具体来说，它定义了一个名为 main 的异步函数，它包含了以下步骤：

打印一条初始化消息，告诉用户如何退出程序。
创建一个 AsyncIOScheduler 对象，用于调度定时任务。
向调度器中添加一个名为 foo 的任务，每 2 秒钟运行一次。
启动调度器。
创建一个协程任务，调用名为 bar 的异步函数。
运行事件循环，等待协程任务完成。

如果运行的是这个文件，那么在最后一行的 if __name__ == "__main__" 分支中，会创建一个事件循环，并将 main 函数作为一个协程任务添加到事件循环中。然后，调用 loop.run_forever() 方法来运行事件循环，等待协程任务完成。这样，就可以实现定时任务调度器的功能。

运行效果，

Press Ctrl-C to quit at anytime!

2023-05-31 14:47:30.461780 Bar
2023-05-31 14:47:31.468809 Bar
2023-05-31 14:47:32.471349 Bar
2023-05-31 14:47:32.472350 Foo
2023-05-31 14:47:33.484869 Bar
2023-05-31 14:47:34.463051 Bar
2023-05-31 14:47:34.463051 Foo
2023-05-31 14:47:35.478448 Bar
2023-05-31 14:47:36.475942 Bar
2023-05-31 14:47:36.475942 Foo
2023-05-31 14:47:37.487639 Bar
2023-05-31 14:47:38.484124 Bar
...

2. 示例代码 2

basic_generation.py

import asyncio
import edge_tts
import pygame

# TEXT = "Hello World! Note that this code requires the requests and pygame modules to be installed. "
TEXT = "想了解一下 Python 的异步编程，所以就学习了一些示例代码。"
VOICE = "zh-CN-XiaoxiaoNeural"
OUTPUT_FILE = "./output/output.mp3"


async def _main() -> None:
    communicate = edge_tts.Communicate(TEXT, VOICE)
    await communicate.save(OUTPUT_FILE)
    pygame.mixer.init()
    pygame.mixer.music.load("./output/output.mp3")
    pygame.mixer.music.play()
    # Wait for audio to finish playing
    while pygame.mixer.music.get_busy():
        continue


if __name__ == "__main__":
    loop = asyncio.get_event_loop()
    try:
        loop.run_until_complete(_main())
    finally:
        loop.close()

代码说明，

这段代码使用了 Python 的异步编程模块 asyncio 和 Edge TTS API，实现了将指定的文本转换为语音并播放的功能。具体来说，代码的主要功能如下：

导入必要的模块和变量，包括 asyncio、edge_tts 和 pygame。
定义要转换为语音的文本（TEXT）、所使用的语音合成引擎（VOICE）和输出文件路径3.（OUTPUT_FILE）。
定义一个异步函数 _main()，该函数使用 Edge TTS API 将文本转换为语音，并使用 pygame 播放输出的音频文件。
在主函数中，获取异步事件循环，并运行 _main() 函数直到完成。
最后，关闭异步事件循环。

具体实现过程如下：

使用 edge_tts.Communicate() 函数创建一个 Communicate 对象，该对象包含了要转换为语音的文本和所使用的语音合成引擎。
使用 await communicate.save(OUTPUT_FILE) 异步保存输出的音频文件到指定路径。
初始化 pygame 模块，使用 pygame.mixer.music.load() 函数加载输出的音频文件。
使用 pygame.mixer.music.play() 函数播放加载的音频文件。
在 while 循环中，使用 pygame.mixer.music.get_busy() 函数检查音频是否正在播放，如果正在播放则继续循环，直到音频播放完成为止。

3. 示例代码 3

main.py

import asyncio
import threading


async def my_coroutine():
    print("Start coroutine...")
    await asyncio.sleep(3)
    print("Coroutine finished.")


def run_in_thread(loop):
    asyncio.set_event_loop(loop)
    loop.run_until_complete(my_coroutine())


if __name__ == "__main__":
    loop = asyncio.new_event_loop()
    t = threading.Thread(target=run_in_thread, args=(loop,))
    t.start()
    t.join()
    loop.close()

代码说明，

这个示例代码创建了一个协程 my_coroutine()，它会在开始时打印一条消息，然后等待 3 秒钟，最后再打印一条消息。

接着，我们定义了一个名为 run_in_thread() 的函数，它接受一个事件循环对象 loop 作为参数，然后将这个事件循环对象设置为当前线程的默认事件循环，并运行协程 my_coroutine()。

在主程序中，我们首先创建了一个新的事件循环对象 loop，然后创建了一个新的线程 t，并将 run_in_thread() 函数作为它的目标函数。我们将事件循环对象 loop 作为参数传递给 run_in_thread() 函数，以便让它在新线程中运行协程 my_coroutine()。

最后，我们启动线程 t，等待它完成，然后关闭事件循环对象 loop。这样，我们就实现了在一个新线程中运行协程的功能。

在 Python 中，t.join() 是一个线程方法，它的作用是等待当前线程（即调用方法的线程）执行完毕。

在上面的示例代码中，我们创建了一个名为 t 的新线程，并在其中运行了协程 my_coroutine()。接着，我们调用 t.join() 方法，这会使主线程等待 t 线程执行完毕，然后再继续执行下面的代码。

如果我们不调用 t.join() 方法，那么主线程就会立即继续执行下面的代码，而不会等待 t 线程执行完毕。这可能会导致程序出现一些意外的行为，因为 t 线程可能还没有完成它的任务，而主线程已经开始执行下面的代码了。

因此，调用 t.join() 方法可以确保在主线程继续执行下面的代码之前，t 线程已经完成了它的任务。

未完待续！

通过代码了解一下 Python 异步处理

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1. 示例代码 1

2. 示例代码 2

3. 示例代码 3

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