Python異步編程之web框架 異步vs同步 文件IO任務壓測對比

測試基本信息

主題：比較異步框架和同步框架在文件IO操作的性能差異
python版本：python 3.8
壓測工具：locust
web框架：同步：flask 異步：aiohttp、starlette
異步文件模塊：aiofiles、anyio.Path
請求併發量: 模擬10個用戶
服務器配置: Intel(R) i7-12700F
客戶端配置：Intel(R) i7-8700 3.20GHz

flask 同步框架

flask是python中輕量級web框架，特點是靈活、輕量級、擴展性高。同時flask是一個同步框架，文件操作內容是在請求中打開一個文件demo.txt，讀取文件內容，然後返回文件內容。

from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)


@app.route('/file')
def file():
    with open("demo.txt") as f:
        text = f.read()
    return text


if __name__ == '__main__':
    app.run(port=8090, host="0.0.0.0")

壓測結果

併發量：453

aiohttp 異步框架

aiohttp 是一個基於 asyncio 的異步 HTTP 網絡模塊，它既提供了服務端，又提供了客戶端。由於python內置函數open不支持異步讀寫，所以選用異步文件讀寫速度最快的 aiofiles 模塊，打開同一個demo.txt文件。

from aiohttp import web
import aiofiles

routes = web.RouteTableDef()

@routes.get("/file")
async def file(request):
    async with aiofiles.open("demo.txt") as fp:
        text = await fp.read()
    return web.Response(text=text)

if __name__ == '__main__':
    app = web.Application()
    app.add_routes(routes)
    web.run_app(app)

壓測結果

併發量：1490

starlette 異步框架

starlette 是當下火熱的異步框架fastapi依賴的唯二模塊之一，主要用於異步請求的處理。anyio是starlette依賴的包，一個封裝asyncio的高級異步庫，自帶異步io操作。

from starlette.applications import Starlette
from starlette.responses import JSONResponse
from starlette.routing import Route
from anyio import Path


async def file(request):
    text = await Path('demo.txt').read_text()
    return JSONResponse(text)


app = Starlette(debug=True, routes=[Route('/file', file),])

壓測結果

併發量：1538

對比

併發曲線圖對比：

參數對比：

框架	文件IO併發量	延遲	純框架無IO併發量
flask	453	21 ms	463
aiohttp	1490	6 ms	1455
starlette	1538	6 ms	1539

總結

在文件讀寫方面，異步框架性能是同步框架的3倍左右。同一個框架相較於無IO併發時性能略有下降但並不是很多，這說明文件IO阻塞並嚴重。下一篇比較數據庫IO的併發性能。

準備連載一系列關於python異步編程的文章。包括同異步框架性能對比、異步事情驅動原理等。首發微信公衆號，歡迎關注第一時間閱讀。