Python asyncio 事件循环的内部机制

asyncio.run() 每次新建事件循环是设计使然，内部调用 new_event_loop() 并关闭，不可复用；嵌入异步上下文时应改用 await 或 create_task。

asyncio.run() 为什么每次都会新建事件循环

因为 asyncio.run() 的设计目标就是“开箱即用、用完即弃”——它内部会调用 asyncio.new_event_loop()，设置为当前线程的默认循环，执行完就调用 loop.close()。这不是 bug，是刻意为之的隔离策略。

常见错误现象：RuntimeError: asyncio.run() cannot be called from a running event loop，本质是你在已有循环里（比如 Jupyter、Django async view、或已手动 asyncio.get_event_loop().run_until_complete() 后）又调了 asyncio.run()。

• 如果你在脚本顶层调用，放心用；但嵌入到已有异步上下文时，直接换 await coro 或 loop.create_task()
• asyncio.run() 不接受 loop 参数，无法复用旧循环——这是 API 层面的硬限制
• 重复调用 asyncio.run() 会触发多次循环创建/关闭，有开销；高频短任务建议自己管理循环生命周期

loop.run_until_complete() 和 loop.run_forever() 的分工边界

loop.run_until_complete() 是“执行一个协程直到结束”，返回其结果；loop.run_forever() 是“让循环一直转着，等外部调用 loop.stop() 才退出”。两者底层都调用 CPython 的 PyEval_RestoreThread() 和 epoll/kqueue 轮询，但语义完全不同。

使用场景：写 CLI 工具常用前者；写长驻服务（如 WebSocket 服务器主循环）必须用后者，否则协程结束整个程序就退出了。

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• run_until_complete() 内部会自动处理循环未启动、已关闭等状态，但要求传入的是 coroutine 对象，不是普通函数
• run_forever() 启动后，循环进入阻塞等待状态，你得靠 loop.call_soon()、loop.create_task() 或信号回调来驱动逻辑
• 别在 run_forever() 后写代码——它不返回，除非你手动 loop.stop()，否则下面的语句永远不会执行

asyncio.get_event_loop() 在不同 Python 版本下的行为差异

Python 3.7+ 默认启用 “当前线程单例循环” 策略，asyncio.get_event_loop() 会返回当前线程绑定的循环（若无则新建）；而 3.6 及更早版本，在非主线程里首次调用会抛 RuntimeError，必须显式 set_event_loop()。

这个差异导致多线程 + asyncio 混用时极易出错，尤其在测试或 Web 框架后台任务中。

• 3.7+ 中，子线程默认没有循环，第一次调用 get_event_loop() 会新建并绑定到该线程——但这个循环不会自动运行，需手动 run_until_complete()
• 跨线程传递协程对象是危险的：协程对象绑定创建它的循环，不能在另一个循环里 await
• 安全做法：每个线程用自己的 asyncio.new_event_loop()，并用 loop.set_task_factory() 避免意外复用

事件循环如何调度 task 和 callback：从 _ready 到 _scheduled

循环内部维护两个核心队列：_ready（就绪队列，存 ready 的 callback 和 task）和 _scheduled（定时队列，按时间戳排序）。每次循环迭代先清空 _ready，再从 _scheduled 拿到期任务进 _ready。

这就是为什么 asyncio.sleep(0) 能让出控制权：它把当前 task 推进 _scheduled 并设为“立刻到期”，下一轮迭代才重新入 _ready，从而给其他 task 插入机会。

• task 对象本身不直接进队列，而是被包装成 callbacks 存入 _ready；所以 create_task() 立刻可被调度，但实际执行时机取决于当前轮次是否还有剩余 callback
• call_soon() 进 _ready 头部，call_later() 进 _scheduled，call_at() 也是 _scheduled 但指定绝对时间
• 别依赖 _ready 的顺序做逻辑——它受 callback 注册顺序、C 扩展调用、甚至 GC 触发时机影响，只保证 FIFO 大致成立