1. 事件循环机制

1.1. 什么是事件循环

• 事件循环（Event Loop），即通过轮询方法监控事件；
• asyncio 模块的核心，就是事件循环，它可用于执行异步任务、事件回调、执行网络IO操作和运行子进程；
• 事件循环机制分为以下几步骤:
  -- 创建一个事件循环；
  -- 将异步函数加入事件队列；
  -- 执行事件队列, 直到最晚的一个事件被处理完毕后结束；
  -- 最后建议用 close() 方法关闭事件循环, 以彻底清理 loop 对象防止误用；

1.2. 事件循环执行机制

• 所有同步任务都在主线程上执行，形成一个 执行栈（execution context stack）；
• 主线程之外，还存在一个 任务队列（task queue），只要异步任务有了运行结果，就在”任务队列”之中放置一个事件；

任务队列中的可以分成两种，一种是同步任务（synchronous），另一种是异步任务（asynchronous）。同步任务指的是，在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务；异步任务指的是，不进入主线程、而进入"任务队列"（task queue）的任务，只有"任务队列"通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程执行。

• "任务队列"中的事件，此处指的是 I/O 事件，只要指定过 回调函数，这些事件发生时回调函数就会进入"任务队列"，等待主线程读取；

所谓"回调函数"（callback），就是那些会被主线程挂起来的代码。异步任务必须指定回调函数，当主线程开始执行异步任务，就是执行对应的回调函数。

• 一旦”执行栈”中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取任务队列，看看里面有哪些事件，那些对应的异步任务，于是结束等待状态，进入执行栈，开始执行；
• "任务队列"是一个先进先出的数据结构，排在前面的事件，优先被主线程读取，主线程的读取过程基本上是自动的，只要执行栈一清空，"任务队列"上第一位的事件就自动进入主线程。但是，由于存在"定时器"功能，主线程首先要检查一下执行时间，某些事件只有到了规定的时间，才能返回主线程。

• 主线程不断重复上面的过程，既是事件循环；

  
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• 如上图，主线程从”任务队列”中读取事件，这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制又称为Event Loop（事件循环）；
• "任务队列"是一个事件的队列（也可以理解成消息的队列），IO设备完成一项任务，就在"任务队列"中添加一个事件，表示相关的异步任务可以进入"执行栈"了。主线程读取"任务队列"，就是读取里面有哪些事件。

• 只要主线程空了，就会去读取”任务队列”，这个过程会循环反复。

1.3. 事件循环的作用

• 事件循环实现了管理事件的所有功能，事件循环在整个程序执行过程中循环运行，并跟踪进程中发生的所有事件：
  -- 当主线程空闲时通过调用事件处理程序对它们进行排队和处理；
  --当处理程序结束时，控件将传递到被调度的下一个事件。
• Asyncio提供用于管理事件循环的方法如下：

loop = get_event_loop()                                         # 获取当前上下文的事件循环
loop.call_later(time_delay, callback, argument)                 # 在给定的时间延迟秒之后调用回调函数
loop.call_soon(callback, argument)                              # 当控制返回到事件循环时调用
loop.time()                                                     # 根据事件循环的内部时钟将当前时间返回
asyncio.set_event_loop()                                        # 设置当前上下文的事件循环为循环
asyncio.new_event_loop()                                        # 根据策略的规则创建并返回一个新的事件循环对象
loop.run_forever()                                              # 永远运行直到调用stop()

2. 事件循环 & asyncio

• asyncio 中通过事件循环的方法去激活需要调用的函数；
• 事件循环机制有一个任务调度器 event loop，我们可以把需要执行的 coroutine 打包成 task 加入到 event loop 的调度列表里面（以Handle形式）；
• 在 event loop 会检查需要执行那些 task，然后运行这些 task，可能拿到最终结果，也可能执行一半继续 await 别的任务，任务之间互相 wait，通过回调来把任务串联起来；
• 任务可能会依赖别的 I/O 消息，在每一帧，event loop 都会用 selector 处理相应的消息，执行相应的 callback 函数；
• event loop 还可以开线程池处理别的任务，或者，多个线程里执行多个 event loop，他们之间还可以有交互；
• 单个event loop 跑在单个线程有个好处，只要自己不主动 await，就会一直占有主线程，换句话说，同步函数一定没有数据冲突（data racing）。对比多线程方案，如果需要处理数据冲突，就需要加锁了，这在很多情况下会降低程序的性能。所以协程这种设计思路，非常适合有多个用户、但是每个用户之间没有共享数据的场景。如果需要实现并行，多开几个进程就行了；