Tornado入门（二）【异步和阻塞IO】

实时Web应用通常针对每个用户创建持久连接，对于传统的同步服务器，这意味着需要给每个用户单独创建一个线程，这样做的代价非常高。

为了减少并发连接的消耗，Tornado采用了单线程事件循环模型，这也就意味着所有的应用代码都必须是异步非阻塞的，因为一次只能有一个活跃的操作。

异步和非阻塞其实紧密关联，通常它们可以互换，但是它们并不是同一个概念。

阻塞

当函数需要等待某件事情的发生并返回结果时，它就处于阻塞状态。一个函数可能因为很多原因阻塞，网络IO，磁盘IO， 互锁等等。实际上，每个函数都会阻塞，当它运行并占用CPU的时候， 都会占用那么一点时间。

函数有些情况可能会阻塞，有些情况又不会阻塞。例如，tornado.httpclient在采用默认配置的情况下，解析DNS的时候会阻塞，但其它网络访问并不会阻塞。在Tornado中，我们谈到的阻塞一般是针对网络IO，而忽略其它的阻塞。

异步

异步函数在结束之前就返回了，它通常在后台触发一些任务，等执行完之后再调用某些操作。有很多异步接口的实现：

• 回调函数
• 返回一个占位符(Future, Promise,Defered)
• 传送给队列
• 信号机制

不管采用哪种异步方式，异步函数与调用者的交互都不是同步的。

示例

下面是一个简单的同步函数：

from tornado.httpclient import HTTPClient

def synchronous_fetch(url):
    http_client = HTTPClient()
    response = http_client.fetch(url)
    return response.body

下面是使用回调改写成异步函数的版本：

from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient

def asynchronous_fetch(url, callback):
    http_client = AsyncHTTPClient()
    def handle_response(response):
        callback(response.body)
    http_client.fetch(url, callback=handle_response)

使用Future替换回调：

from tornado.concurrent import Future

def async_fetch_future(url):
    http_client = AsyncHTTPClient()
    my_future = Future()
    fetch_future = http_client.fetch(url)
    fetch_future.add_done_callback(
        lambda f: my_future.set_result(f.result()))
    return my_future

原始的Future版本更为复杂，尽管如此，还是推荐在Tornado中使用Future，因为它有两个优点：

• 错误处理更为一致，因为Future.result可以抛出异常。
• Future在协程中使用非常方便。

协程在后面会重点介绍，下面是采用协程方式编写的代码：

from tornado import gen

@gen.coroutine
def fetch_coroutine(url):
    http_client = AsyncHTTPClient()
    response = yield http_client.fetch(url)
    raise gen.Return(response.body)

使用raise gen.Return(response.body)是为了兼容Python2，因为Python2中生成器不允许返回值，为了克服这一点，Tornado协程抛出了一种特殊的异常Return，协程会捕获这个异常，然后将它当做返回值处理，在Python3中，可以直接使用return response.body