Официальный сайт Python рассматривает тему конкуренции в общих чертах и с точки зрения стандартной библиотеки (http://bit.ly/concur-lib). Эти страницы содержат множество ссылок на различные пакеты и приемы, мы покажем наиболее полезные из них в этой главе.
Когда речь идет о компьютерах, вам приходится ждать чего-то по одной из двух причин:
• ограничения ввода-вывода. Эта причина распространена шире других. Процессоры компьютеров безумно быстры — в сотни раз быстрее, чем компьютерная память, и в тысячи — чем диски или сети.
• ограничения процессора. Это случается, если выполняется большое количество объемных задач наподобие научных или графических расчетов.
С конкуренцией связаны еще два термина:
• синхронность — одна вещь следует за другой, как на похоронной процессии;
• асинхронность — задачи независимы, как кошки, которые гуляют сами по себе.
По мере продвижения от простых систем и задач к проблемам реальной жизни в какой-то момент вам придется решить проблему конкуренции. Например, рассмотрим сайт. Вы, как правило, можете предоставить статическую и динамическую страницы довольно быстро. Если ожидание длится долю секунды, приложение считается интерактивным, но если время до отображения или взаимодействия более продолжительное, люди становятся нетерпеливыми. Тесты, проведенные компаниями Google и Amazon, показали, что трафик быстро падает, если страница загружается хоть немного медленнее обычного.
Но что, если вы не можете повлиять на то, что долго выполняется, например загрузка файла на сервер, изменение размеров изображения или запрос к базе данных? Вы больше не можете делать это с помощью синхронного кода, поскольку кто-то уже ждет.
Если вы хотите выполнить несколько задач как можно быстрее на одном компьютере, вы можете сделать их независимыми. Медленные задачи не будут блокировать остальные.
В разделе «Программы и процессы» главы 10 показано, как многопроцессорная обработка может быть использована для того, чтобы распараллелить работу на одной машине. Если вам нужно изменить размер изображения, ваш веб-сервер может создать отдельный процесс, посвященный именно этой задаче, и запустить его асинхронно. Можно масштабировать приложение горизонтально, вызвав несколько процессов изменения размера.
Идея заключается в том, чтобы заставить их работать друг с другом. Наличие любого общего элемента управления или состояния означает, что будут возникать узкие места. Обрабатывать ошибки еще сложнее, поскольку конкурентные вычисления труднее, чем обычные. Многое может пойти не так, и ваши шансы на успех меньше обычных.