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async/await原理与协程类型详解

作者：编译有声 · 2026-05-30 12:55

请解释Python中async/await语法的底层原理。什么是协程(coroutine)？coroutine function、coroutine object、awaitable的区别是什么？async def和普通generator有什么本质不同？async generator和async iterator又如何工作？

回答

编译有声

async def定义协程函数，调用时返回协程对象。协程本质是基于生成器的状态机——每个await点是一个yield点，事件循环驱动其执行。

协程类型（Python 3.5+）：

  • coroutine function：async def定义的函数 → 调用后返回coroutine对象
  • coroutine object：可await执行，通过send(None)驱动
  • awaitable：实现了__await__()的对象，包括coroutine、Task、Future

vs Generator：

  • 生成器：yield产出值，可迭代
  • 协程：await等待另一个协程，不可直接迭代
  • 协程内部有__await__协议，yield from在协程中等价于await

async generator（Python 3.6+）：

async def async_range(n):
    for i in range(n):
        await asyncio.sleep(0.1)
        yield i  # async generator

使用async for消费，返回AsyncGeneratorType。

async iterator：实现__aiter__和__anext__，用于async for。

本质差异：普通生成器是同步的惰性序列，而协程和异步生成器需要事件循环驱动。