Day 057 — 图解：asyncio 进阶

1. 异步上下文管理器执行流程

flowchart TD A["async with Resource() as res:"] --> B["调用 __aenter__()"] B --> C{"__aenter__ 完成"} C --> D["执行 async with 块内代码"] D --> E{"是否有异常?"} E -->|否| F["调用 __aexit__(None, None, None)"] E -->|是| G["调用 __aexit__(exc_type, exc_val, exc_tb)"] F --> H["资源已释放"] G --> I{"__aexit__ 返回 True?"} I -->|是| H I -->|否| J["异常继续传播"]

flowchart TD
    A["async with Resource() as res:"] --> B["调用 __aenter__()"]
    B --> C{"__aenter__ 完成"}
    C --> D["执行 async with 块内代码"]
    D --> E{"是否有异常?"}
    E -->|否| F["调用 __aexit__(None, None, None)"]
    E -->|是| G["调用 __aexit__(exc_type, exc_val, exc_tb)"]
    F --> H["资源已释放"]
    G --> I{"__aexit__ 返回 True?"}
    I -->|是| H
    I -->|否| J["异常继续传播"]

2. 同步 vs 异步迭代对比

同步迭代器                    异步迭代器
─────────────                ─────────────
for item in iterator:        async for item in async_iterator:
    │                            │
    ▼                            ▼
__next__() 返回值             __anext__() 返回协程
    │                            │
    ▼                            ▼
raise StopIteration           raise StopAsyncIteration

特点：同步阻塞               特点：异步非阻塞
      无法等待 I/O                  可以 await I/O
      适用于内存数据                适用于异步数据源

3. aiohttp 请求生命周期

┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Event Loop                          │
│                                                        │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐             │
│  │  协程 1   │  │  协程 2   │  │  协程 3   │   ← 任务    │
│  └────┬─────┘  └────┬─────┘  └────┬─────┘             │
│       │             │             │                    │
│       ▼             ▼             ▼                    │
│  ┌─────────────────────────────────────────┐           │
│  │          aiohttp.ClientSession          │           │
│  │  ┌───────┐  ┌───────┐  ┌───────┐       │           │
│  │  │ TCP   │  │ TCP   │  │ TCP   │  ...  │  连接池    │
│  │  │Conn 1 │  │Conn 2 │  │Conn 3 │       │           │
│  │  └───┬───┘  └───┬───┘  └───┬───┘       │           │
│  └──────┼──────────┼──────────┼────────────┘           │
│         │          │          │                        │
└─────────┼──────────┼──────────┼────────────────────────┘
          ▼          ▼          ▼
       Server 1  Server 2  Server 3

4. 异步数据处理管道

flowchart LR
    A["异步数据源\n(数据库/API/文件)"] -->|async for| B["异步生成器\n(数据流)"]
    B -->|async for| C["处理函数\n(转换/过滤)"]
    C -->|yield| D["异步消费者\n(存储/输出)"]

    style A fill:#e1f5fe
    style B fill:#f3e5f5
    style C fill:#e8f5e9
    style D fill:#fff3e0

5. 并发控制模型

无限制并发              Semaphore 限流           连接池限流
─────────────          ─────────────           ─────────────
请求1 ──►              请求1 ──►               请求1 ──►
请求2 ──►              请求2 ──►               请求2 ──►
请求3 ──►              ─── 等待 ───            ─── 等待 ───
请求4 ──►              ─── 等待 ───            请求3 ──►
请求5 ──►              请求3 ──►               ─── 等待 ───
...                    ─── 等待 ───            ...

风险：服务器过载        安全：控制并发数          安全：控制连接数
                      Semaphore(N)             TCPConnector(limit=N)