检测空闲的异步事件循环

Question

是否有一些编程模式可以让我在以下意义上检测异步事件循环何时变为空闲？假设我的执行路径以某种复杂的方式分支，比如使用 asyncio.gather()，但我知道每个分支最终都会等待一些空闲的协程，例如套接字或子进程。假设我知道这些协程实际上永远不会让步，因此事件循环将执行它可以执行的任何 Python 代码，但最终只会等待那些空闲的协程。是否有一种编程方式来检测这种状态并停止循环？

Answer 1

正如 Philip Couling 所指出的，下面提供的解决方案不起作用。StackOverflow 不允许删除已接受的答案，因此我添加了此免责声明。

您所说的“空闲”可能更准确地描述为“等待 IO 或超时”。在正确编写的 asyncio 代码中，不需要检测循环是否处于该状态，因为这无关紧要- 循环正在执行其工作，这取决于诸如asyncio.gather,之类的工具asyncio.wait，并loop.run_until_complete确保它在适当的时间。然而，事情并不总是完美的，如果你真的想这样做，那当然是可能的。

在事件循环的每一步，它都会检查准备运行的任务。如果有，则调用它们的步骤。一旦没有更多的任务准备好，事件循环就会等待 IO 事件或最快的超时，以先发生者为准。需要注意的重要一点是，正在运行的任务总是优先于等待 IO。因此，为了检测没有任务准备就绪的情况，可以安排一个已知会立即触发的虚拟 IO 事件。

以下协程设置了这样一个事件并等待它触发：

import socket, asyncio

async def detect_iowait():
    loop = asyncio.get_event_loop()
    rsock, wsock = socket.socketpair()
    wsock.close()
    await loop.sock_recv(rsock, 1)
    rsock.close()

它建立一个套接字对，其中从一个套接字读取返回写入另一个套接字的数据。它立即关闭一个套接字，以便从另一个套接字读取立即返回 EOF，表示为一个空字节数组。等待从该套接字读取基本上是非阻塞的 - 但asyncio不知道这一点，因此它将套接字放在 IO 等待列表中。如上所述，一旦不存在可运行的任务，asyncio 将等待 IO 并detect_iowait等待对套接字的读取并退出。因此等待detect_iowait()本身检测 IO 等待。

使用的测试代码detect_iowait()可能如下所示：

# stop loop.run_forever once iowait is detected
async def stop_on_iowait():
    await detect_iowait()
    print('iowait detected, stopping!')
    asyncio.get_event_loop().stop()

# a dummy calculation coroutine, emulating your execution path
async def calc(n):
    print('calc %d start' % n)
    async def noop():
        pass
    for i in range(n):
        await noop()
    print('calc %d end' % n)

# coroutine that waits on IO forever, also (ab)using a socket pair,
# this time creating a socket whose recv will never complete
async def io_forever():
    loop = asyncio.get_event_loop()
    sock, _ = socket.socketpair()
    sock.setblocking(False)
    await loop.sock_recv(sock, 1)

loop = asyncio.get_event_loop()
for t in calc(1000), calc(10000), calc(100000), io_forever():
    loop.create_task(t)
loop.create_task(stop_on_iowait())
loop.run_forever()