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Python 异步任务并发数控制方案

舞夢輝影

舞夢輝影

发布时间:2026-02-20 18:42:40

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来源于php中文网

原创

asyncio.semaphore 是控制异步任务并发数最直接、轻量且可靠的选择,需用 async with 确保自动释放,避免手动 acquire/release;其他方案如 threadpoolexecutor、asyncio.wait() 或 aiojobs 各有适用场景,不可滥用。

python 异步任务并发数控制方案

asyncio.Semaphore 控制并发数量最直接

想限制同时跑的异步任务数,asyncio.Semaphore 是标准库里最轻量、最可控的选择。它不改写协程逻辑,只在关键入口加一层“闸门”,适合绝大多数 IO 密集型场景(比如并发调用 HTTP 接口、数据库查询)。

常见错误是把 semaphore.acquire() 写成同步调用,或者忘了用 async with 自动释放——漏掉释放会导致后续所有任务永久阻塞。

  • 必须用 async with semaphore: 包裹临界区,不能手动 await semaphore.acquire() + semaphore.release()(容易出错)
  • 初始化时传入的整数就是最大并发数,比如 asyncio.Semaphore(5) 表示最多 5 个任务同时执行
  • 如果任务本身可能抛异常,async with 仍能保证释放,比手写 try/finally 更可靠
import asyncio
<p>sem = asyncio.Semaphore(3)</p><p>async def fetch(url):
async with sem:  # 这里会自动 acquire/release
await asyncio.sleep(1)  # 模拟网络请求
return f"done {url}"</p><p>tasks = [fetch(f"<a href="https://www.php.cn/link/83736f851256ebfd392d677baefc775d">https://www.php.cn/link/83736f851256ebfd392d677baefc775d</a>}") for i in range(10)]
results = await asyncio.gather(*tasks)</p>

concurrent.futures.ThreadPoolExecutor 不适合纯 async 场景

有人看到“并发控制”就下意识套用 ThreadPoolExecutormax_workers,但它本质是为同步函数设计的。强行把 await 协程丢进去,会触发 RuntimeWarning: coroutine 'xxx' was never awaited,甚至静默失败。

立即学习Python免费学习笔记(深入)”;

只有当你明确需要混用同步阻塞代码(比如旧版 requests、PIL 图片处理)且无法改造成 async 版本时,才考虑它——但此时你已不在纯异步路径上,控制目标也变了。

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  • asyncio.to_thread()(Python 3.9+)可安全桥接同步函数,配合 ThreadPoolExecutor 使用,但并发数仍得靠外层 Semaphoreasyncio.wait(..., return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED) 控制
  • 不要对 async def 函数用 loop.run_in_executor(),它不会等待协程完成,只是提交一个未 await 的对象
  • 如果你的任务全是 httpx.AsyncClientaiomysql 这类原生 async 库,绕过线程池更干净

asyncio.wait() + limit 参数容易误解

asyncio.wait() 本身没有内置并发数限制参数。网上有些示例用 return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED 配合循环调度,看似能控流,但实际逻辑复杂、易漏错误处理,还可能因任务取消导致 wait() 返回空集合而卡死。

它更适合“等一批里的任意一个完成”,而不是“始终保持 N 个运行中”。真要手写调度器,不如直接用 asyncio.Semaphore 简洁。

  • 别写 await asyncio.wait(chunk, return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED) 来模拟限流——chunk 大小 ≠ 并发数,因为任务完成时间不确定
  • 如果必须动态调整并发数(比如根据响应延迟升降级),Semaphore_value 是私有属性,不能直接改;应重建新实例或封装一层带 setter 的 wrapper
  • asyncio.as_completed() 返回的是完成顺序,也不自带限流,仍需配合 Semaphore 使用

第三方库如 aiojobs 适合长期后台任务管理

如果你的任务是常驻服务里的后台作业(比如定时清理、消息轮询),aiojobs 提供了 Scheduler 和自动错误日志、优雅关闭等能力,比裸写 Semaphore 更省心。但它不是为一次性批量任务设计的。

典型误用是拿它替代 gather + Semaphore 做短平快的并发请求,反而引入不必要的生命周期管理开销。

  • 安装后用 await scheduler.spawn(coro) 提交任务,scheduler.limit 控制并发上限
  • 进程退出前必须 await scheduler.close(),否则可能丢失未完成任务
  • 错误默认只 log 不抛出,调试时容易忽略失败任务,建议显式加 try/except 或监听 scheduler.error

真正难的不是选哪个 API,而是判断“并发数”到底该设多少:它取决于下游服务的承受力、本地事件循环的调度开销、以及任务本身的 IO 耗时波动。设太高可能触发对方限流或本地内存暴涨,设太低又浪费资源——这个阈值得实测,不能只看文档推荐值。

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