Como o Python asyncio funciona: reconstruindo do zero

• asyncio é uma boa forma de lidar com programas I/O-bound em Python e, essencialmente, fornece uma boa camada sobre os Generators do Python
• Generators tornam o código mais eficiente em memória e permitem pausar e retomar funções com a palavra-chave yield
• Com yield from, um generator pode chamar um sub-generator ou um objeto iterável, criando uma cadeia de generators

Loop de eventos

• O núcleo do asyncio é o event loop, que executa e gerencia a task atual
• O event loop percorre repetidamente uma lista de tasks e executa cada uma com next(task)
• Durante operações de I/O, uma task usa yield para pausar a execução e devolver o controle ao event loop

Dormindo

• Com yield from, é possível adicionar um sub-generator a uma task
• Ao adicionar um generator de sleep, a execução da task pode ser pausada até o tempo especificado
• Quando o sleep sai do loop while, ocorre a exceção StopIteration, e o yield from da função task continua para a próxima linha de código

De Yield para Await

• É possível fazer a transição de yield para await usando o método dunder __await__ e a palavra-chave async
• A palavra-chave await pode chamar o método __await__ de uma instância de classe ou ser usada em uma coroutine (objeto criado por uma função async)
• A palavra-chave await pode ser vista como um sinônimo de yield from, com algumas regras extras de validação
• É possível criar uma classe Task própria, implementar o método __await__ e adicionar ao event loop as tasks criadas com a função create_task
• O gerenciador do event loop executa as tasks e as marca como concluídas quando ocorre a exceção StopIteration
• A função sleep também precisa ser modificada para ser compatível com async

AsyncIO e Await

• No código acima, trocar "jacobio" por "asyncio" resulta no uso completo do pacote asyncio
• O asyncio faz muito mais, mas é possível recriar do zero sua parte central a partir de generators básicos
• No pacote real asyncio, funções como asyncio.gather() podem ser usadas para lidar com várias tasks

Opinião do GN⁺

• O texto explica de forma simples como o asyncio funciona usando generators, o que deve ajudar bastante desenvolvedores que estão tendo o primeiro contato com asyncio
• asyncio é uma biblioteca otimizada para processamento de I/O de alto desempenho, e entender sua estrutura interna por meio deste texto pode ajudar a utilizá-la de forma mais eficaz em projetos reais
• Ainda assim, o asyncio real tem uma estrutura muito mais complexa, então, para uso profissional, provavelmente será necessário um estudo mais aprofundado com a documentação oficial e outras fontes
• Outras bibliotecas com funcionalidades semelhantes ao asyncio, como Trio e Curio, também podem render uma comparação interessante
• Ao adotar asyncio, há muitos pontos a considerar, como compatibilidade com código síncrono existente, tratamento de erros e testes, então será necessária uma análise e preparação cuidadosas