Асинхронный Python для разработчиков агентов
Основы asyncio, async def, await и цикла событий — ментальная модель асинхронности.
«Асинхронный Python для разработчиков агентов» — бесплатный урок AI Agents на CoddyKit. Это урок 1 из 4. Ты можешь прочитать весь урок бесплатно ниже — а потом практиковать его прямо в браузере с встроенным редактором кода и ИИ-репетитором 24/7. Это часть пути обучения AI Agents, и твой прогресс синхронизируется между веб-версией и приложением CoddyKit. Курс AI Agents содержит 4 уроков всего.
Зачем агентам асинхронность?
Агенты выполняют множество операций, связанных с вводом-выводом: обращаются к API LLM, отправляют веб-запросы и выполняют запросы к базам данных. Синхронный код простаивает, пока эти вызовы не завершатся. Асинхронный код выполняет другую работу во время ожидания, значительно повышая пропускную способность.
Основы асинхронности: async def и await
async def объявляет функцию-сопрограмму. await приостанавливает выполнение до завершения ожидаемой операции, позволяя циклу событий тем временем выполнять другие сопрограммы.
import asyncio
async def fetch_data(source: str) -> str:
print(f'Starting fetch from {source}')
await asyncio.sleep(1) # Simulates a network call
print(f'Finished fetch from {source}')
return f'Data from {source}'
async def main():
# Sequential: takes 2 seconds total
result1 = await fetch_data('source-A')
result2 = await fetch_data('source-B')
print('Sequential results:', result1, result2)
asyncio.run(main())
# asyncio.run() starts the event loop and runs main()
# It is the entry point for async programsЦикл событий
Цикл событий — это основа asyncio. Он управляет очередью сопрограмм и обратных вызовов операций ввода-вывода, запуская их, когда они готовы. Весь асинхронный код выполняется внутри цикла событий в одном потоке.
import asyncio
async def task_a():
print('Task A: start')
await asyncio.sleep(2)
print('Task A: done')
async def task_b():
print('Task B: start')
await asyncio.sleep(1)
print('Task B: done')
async def main():
# asyncio.gather runs both tasks concurrently
# Total time: ~2 seconds (not 3)
await asyncio.gather(task_a(), task_b())
print('Both tasks complete')
# Expected output order:
# Task A: start
# Task B: start
# Task B: done <- after 1s
# Task A: done <- after 2s
# Both tasks complete
asyncio.run(main())Сопрограммы и потоки
Сопрограммы работают кооперативно: они явно передают управление с помощью await. Потоки работают вытесняющим образом: OS может переключаться между ними в любой момент. Сопрограммы легче, не сталкиваются с проблемами GIL при операциях ввода-вывода, и их проще анализировать.
import asyncio
import threading
import time
# Thread approach: multiple OS threads
def thread_worker(name):
print(f'Thread {name}: start')
time.sleep(1) # Blocks the thread
print(f'Thread {name}: done')
threads = [threading.Thread(target=thread_worker, args=(i,)) for i in range(3)]
for t in threads:
t.start()
for t in threads:
t.join()
print('---')
# Coroutine approach: single-threaded event loop
async def coro_worker(name):
print(f'Coro {name}: start')
await asyncio.sleep(1) # Suspends, does NOT block other coroutines
print(f'Coro {name}: done')
async def main():
await asyncio.gather(*[coro_worker(i) for i in range(3)])
asyncio.run(main())
# Both approaches run 3 tasks in ~1 second total, but coroutines use one threadТочка входа asyncio.run()
asyncio.run() создаёт новый цикл событий, выполняет указанную сопрограмму до завершения и закрывает цикл. Это стандартная точка входа для асинхронных программ в Python 3.7 и более поздних версиях.
import asyncio
async def agent_main():
print('Agent starting')
# All agent async work goes here
results = await asyncio.gather(
asyncio.sleep(0.1), # Simulated LLM call
asyncio.sleep(0.1), # Simulated DB query
)
print('Agent done')
return 'complete'
# Run the agent
result = asyncio.run(agent_main())
print('Result:', result)
# WRONG: calling asyncio.run() inside an already-running event loop
# In Jupyter notebooks, use: await agent_main() directly
# Or: nest_asyncio.apply() then asyncio.run()Распространённая ошибка: блокирующий код в асинхронном контексте
Никогда не вызывайте блокирующие функции (time.sleep, requests.get, синхронный ввод-вывод файлов) внутри асинхронного кода. Это блокирует весь цикл событий и полностью устраняет параллелизм.
import asyncio
import time
import httpx
# WRONG: blocks the event loop
async def bad_agent_step():
time.sleep(2) # Blocks all other coroutines
# requests.get(url) # Also blocks - do NOT use requests in async code
return 'done'
# RIGHT: use async equivalents
async def good_agent_step():
await asyncio.sleep(2) # Suspends, other coroutines can run
async with httpx.AsyncClient() as client:
response = await client.get('https://api.example.com/data')
return response.text
# For CPU-intensive work: use run_in_executor
import concurrent.futures
async def cpu_intensive_step(data: str):
loop = asyncio.get_event_loop()
with concurrent.futures.ProcessPoolExecutor() as pool:
result = await loop.run_in_executor(pool, expensive_cpu_fn, data)
return result
def expensive_cpu_fn(data):
# CPU-bound work runs in separate process
return data.upper()
print('Blocking vs non-blocking patterns demonstrated')Забыли await: незаметная ошибка
Если забыть await, ошибка не возникает — вместо результата возвращается объект сопрограммы. Это незаметная ошибка, которая приводит к последующим сбоям или пустым результатам.
import asyncio
async def get_answer() -> str:
await asyncio.sleep(0.1)
return 'The answer is 42'
async def bad_call():
result = get_answer() # WRONG: forgot await
print(type(result)) # <class 'coroutine'> - not a string!
# Using result as a string here causes AttributeError or wrong behavior
return result
async def good_call():
result = await get_answer() # CORRECT
print(type(result)) # <class 'str'>
return result
async def main():
bad = await bad_call()
print('Bad result:', bad) # coroutine object, not the string
good = await good_call()
print('Good result:', good) # 'The answer is 42'
# Clean up the uncollected coroutine
if asyncio.iscoroutine(bad):
bad.close()
asyncio.run(main())Проблема вложенного цикла событий
Вызов asyncio.run() внутри уже работающего цикла событий (например, в Jupyter или FastAPI) вызывает RuntimeError. Решения: используйте await напрямую или применяйте nest_asyncio в ноутбуках.
import asyncio
async def my_agent_coroutine():
await asyncio.sleep(0.1)
return 'done'
# In FastAPI or other async frameworks, the event loop is already running
# Use await directly in async endpoints:
async def fastapi_endpoint():
# WRONG inside async context:
# result = asyncio.run(my_agent_coroutine()) # RuntimeError!
# CORRECT: just await
result = await my_agent_coroutine()
return result
# In Jupyter notebooks: install nest_asyncio
# import nest_asyncio
# nest_asyncio.apply()
# Then asyncio.run() works
# Detect if running in event loop:
def run_agent(coro):
try:
loop = asyncio.get_running_loop()
# Already in async context
import concurrent.futures
with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor() as pool:
future = pool.submit(asyncio.run, coro)
return future.result()
except RuntimeError:
# No running loop
return asyncio.run(coro)
print('Nested event loop solution defined')asyncio.create_task
Используйте asyncio.create_task(), чтобы запланировать выполнение сопрограммы без немедленного ожидания её завершения. Это позволяет запустить несколько задач, а дождаться их завершения позже.
import asyncio
async def background_job(job_id: int) -> str:
await asyncio.sleep(0.5)
return f'Job {job_id} completed'
async def main():
# Start all tasks without waiting
task1 = asyncio.create_task(background_job(1))
task2 = asyncio.create_task(background_job(2))
task3 = asyncio.create_task(background_job(3))
# Do other work while tasks run
print('Tasks started, doing other work...')
await asyncio.sleep(0.1)
print('Other work done')
# Now wait for all tasks
results = await asyncio.gather(task1, task2, task3)
print('All results:', results)
# Or wait for the first to complete
task_a = asyncio.create_task(background_job(4))
task_b = asyncio.create_task(background_job(5))
done, pending = await asyncio.wait([task_a, task_b], return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED)
for t in pending:
t.cancel() # Cancel remaining tasks
print('First result:', done.pop().result())
asyncio.run(main())Асинхронные менеджеры контекста
Многие асинхронные библиотеки используют асинхронные менеджеры контекста с помощью async with. Это обеспечивает корректную инициализацию и освобождение подключений и ресурсов в асинхронном коде.
import asyncio
import httpx
async def fetch_multiple_urls(urls: list) -> list:
# async with ensures the client is properly closed
async with httpx.AsyncClient(timeout=10.0) as client:
# Fetch all URLs concurrently
tasks = [client.get(url) for url in urls]
responses = await asyncio.gather(*tasks, return_exceptions=True)
results = []
for url, response in zip(urls, responses):
if isinstance(response, Exception):
results.append({'url': url, 'error': str(response)})
else:
results.append({'url': url, 'status': response.status_code})
return results
# Async generators for streaming
async def stream_agent_events():
events = ['thinking', 'searching', 'generating', 'done']
for event in events:
await asyncio.sleep(0.2) # Simulate event arrival
yield event
async def consume_stream():
async for event in stream_agent_events():
print(f'Event: {event}')
asyncio.run(consume_stream())Обработка ошибок в асинхронном коде
Используйте asyncio.gather(..., return_exceptions=True), чтобы перехватывать сбои отдельных задач, не прерывая всю пакетную операцию. Проверяйте каждый результат на наличие исключения.
import asyncio
async def might_fail(task_id: int) -> str:
await asyncio.sleep(0.1)
if task_id == 2:
raise ValueError(f'Task {task_id} failed')
return f'Task {task_id} succeeded'
async def robust_gather():
tasks = [might_fail(i) for i in range(1, 5)]
# return_exceptions=True: exceptions are returned as values, not raised
results = await asyncio.gather(*tasks, return_exceptions=True)
successes = []
failures = []
for i, result in enumerate(results):
if isinstance(result, Exception):
failures.append({'task': i + 1, 'error': str(result)})
else:
successes.append(result)
print(f'Succeeded: {len(successes)}, Failed: {len(failures)}')
print('Failures:', failures)
return successes, failures
asyncio.run(robust_gather())Проверка знаний: асинхронный Python
Проверьте своё понимание асинхронного Python для разработки агентов.
Итоги по асинхронному Python
Основные правила асинхронного Python для разработчиков агентов: используйте async def/await для всех операций, связанных с вводом-выводом; никогда не вызывайте блокирующие функции в асинхронном контексте; используйте asyncio.gather() для параллельного выполнения; используйте return_exceptions=True для параллельных вызовов с устойчивостью к сбоям; используйте async with для управления ресурсами; выполняйте ресурсоёмкую работу с процессором в исполнителе пула процессов.
Изучай AI Agents с ИИ-репетитором — бесплатно
Пиши и запускай код прямо в браузере, получай мгновенную помощь от ИИ-репетитора 24/7 и продолжи учиться на сайте или в приложении.
- Курсы
- 60
- Уроки
- 239
Часто задаваемые вопросы
Урок «Асинхронный Python для разработчиков агентов» бесплатный?
Да — полный текст урока «Асинхронный Python для разработчиков агентов» бесплатно доступен здесь в веб-версии. Чтобы практиковать его интерактивно (встроенный редактор кода и ИИ-репетитор 24/7) и разблокировать остальной курс AI Agents, подпишись на CoddyKit PRO. Курс AI Agents содержит 4 уроков всего.
Чему я научусь в уроке «Асинхронный Python для разработчиков агентов»?
Основы asyncio, async def, await и цикла событий — ментальная модель асинхронности. Ты практикуешь AI Agents с помощью реального кода, который запускаешь прямо в браузере, и ИИ-репетитор 24/7 отвечает на твои вопросы во время урока.
Нужен ли мне опыт, чтобы начать AI Agents?
Предыдущий опыт не требуется. AI Agents на CoddyKit структурирован для всех уровней — от новичков до продвинутых, поэтому ты можешь начать отсюда или с самого начала и учиться в своем темпе. Это урок 1 из 4.
Сколько времени занимает урок «Асинхронный Python для разработчиков агентов»?
Большинство уроков CoddyKit занимают около 5–10 минут. Каждый из них компактный и интерактивный, поэтому ты постоянно делаешь прогресс и продолжаешь с того же места в веб-версии и приложении.
Можно ли писать и запускать код в этом уроке AI Agents?
Да. Каждый урок AI Agents включает встроенный редактор кода, поэтому ты пишешь и запускаешь реальный код прямо в браузере и получаешь моментальную обратную связь от AI — локальная установка не требуется.
Все уроки этого курса
- Асинхронный Python для разработчиков агентов
- Очереди событий и брокеры сообщений
- Неблокирующее параллельное выполнение инструментов
- Асинхронные фреймворки агентов: LangChain и не только