面试题：网络编程中异步编程模型在Web后端开发里如何实现高并发处理

Python 的 asyncio 库

协程定义：
- 使用 async def 关键字定义协程函数。例如：
```
async def fetch_data():
    await asyncio.sleep(1)
    return "Data fetched"
```
- 这里 await 用于暂停协程，等待 asyncio.sleep(1) 这个异步操作完成，在等待期间，事件循环可以调度其他协程执行，从而避免线程阻塞。

事件循环：

通过 asyncio.get_event_loop() 获取事件循环对象，然后使用 loop.run_until_complete(coro) 来运行协程。例如：

import asyncio

async def fetch_data():
    await asyncio.sleep(1)
    return "Data fetched"

loop = asyncio.get_event_loop()
result = loop.run_until_complete(fetch_data())
print(result)

在现代 Python 中，也可以使用 asyncio.run() 来简化操作，asyncio.run() 内部会创建和管理事件循环。例如：

import asyncio

async def fetch_data():
    await asyncio.sleep(1)
    return "Data fetched"

result = asyncio.run(fetch_data())
print(result)

并发执行多个协程：
- 使用 asyncio.gather(*coros) 来并发运行多个协程。例如：
```
import asyncio

async def task1():
    await asyncio.sleep(1)
    return "Task 1 done"

async def task2():
    await asyncio.sleep(2)
    return "Task 2 done"

async def main():
    results = await asyncio.gather(task1(), task2())
    print(results)

asyncio.run(main())
```
- 这里 asyncio.gather 会同时启动 task1 和 task2 两个协程，在 task1 和 task2 等待 asyncio.sleep 的过程中，事件循环可以调度其他可运行的协程，大大提升了并发处理能力。

Node.js 的异步机制

回调函数：
- 早期在 Node.js 中，广泛使用回调函数来处理异步操作。例如读取文件：
```
const fs = require('fs');

fs.readFile('example.txt', 'utf8', (err, data) => {
    if (err) {
        console.error(err);
        return;
    }
    console.log(data);
});
```
- 但是这种方式容易导致回调地狱，当异步操作嵌套层次过多时，代码可读性和维护性变差。

Promise：

Promise 是一种更优雅的处理异步操作的方式。例如使用 fs.promises 来读取文件：

const fs = require('fs').promises;

fs.readFile('example.txt', 'utf8')
   .then(data => {
        console.log(data);
    })
   .catch(err => {
        console.error(err);
    });

多个 Promise 可以通过 .then() 链式调用，避免了回调地狱。而且 Promise.all([...promises]) 可以并行执行多个 Promise，并在所有 Promise 都完成后返回结果，提升并发处理能力。例如：

const fs = require('fs').promises;

const promise1 = fs.readFile('file1.txt', 'utf8');
const promise2 = fs.readFile('file2.txt', 'utf8');

Promise.all([promise1, promise2])
   .then(([data1, data2]) => {
        console.log(data1, data2);
    })
   .catch(err => {
        console.error(err);
    });

async/await：
- 基于 Promise，async/await 语法糖让异步代码看起来更像同步代码。例如：
```
const fs = require('fs').promises;

async function readFiles() {
    try {
        const data1 = await fs.readFile('file1.txt', 'utf8');
        const data2 = await fs.readFile('file2.txt', 'utf8');
        console.log(data1, data2);
    } catch (err) {
        console.error(err);
    }
}

readFiles();
```
- await 只能在 async 函数内部使用，它暂停函数执行，直到 Promise 被解决（resolved）或被拒绝（rejected），在等待期间，Node.js 事件循环可以处理其他任务，提升了系统的并发处理能力。

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