Python Asyncio疑问：为何需3次await才能完成任务？

问题场景 #

存在一个仅执行0.1秒sleep的协程，main函数为该协程创建任务，通过await asyncio.sleep(0)启动它，随后自身调用time.sleep(0.5)（时长大于协程sleep时间）。运行后出现两个疑问：

1. 为何main函数唤醒后，协程仍未完成？
2. 为何恰好需要3次await才能让协程完成？（测试多个协程时仍需3次）

测试代码 #

import asyncio
import time


async def coro():
    print('     coro started to sleep for 0.1 second')
    await asyncio.sleep(0.1)
    print('     [x] coro finished')


async def main():
    coro_task = asyncio.create_task(coro())
    await asyncio.sleep(0)
    time.sleep(0.5)
    i = 0
    while not coro_task.done():
        i += 1
        print(i)
        await asyncio.sleep(0)

asyncio.run(main())

运行输出 #

coro started to sleep for 0.1 second
1
2
3
     [x] coro finished

补充说明：若将time.sleep设为0.1，协程完成前会有数千次循环；time.sleep时长越长，循环次数越少；时长超过协程sleep时间后，循环次数固定为3。

疑问解答 #

疑问1：为何main函数唤醒后，协程仍未完成？ #

这是因为time.sleep(0.5)是阻塞式的同步调用，会直接占用当前线程，完全卡死asyncio的事件循环。

当你调用await asyncio.sleep(0)时，事件循环切换到coro执行，coro遇到await asyncio.sleep(0.1)后挂起，告诉事件循环“0.1秒后唤醒我”。但事件循环还没来得及处理这个定时器任务，main就调用了time.sleep(0.5)——这会让整个线程停摆，事件循环根本无法运行，自然没法检查coro的定时器是否到期，更没法唤醒coro继续执行。

等time.sleep(0.5)结束，main回到事件循环时，coro的定时器其实早就到期了，但事件循环必须等到下一次调度点（也就是你调用await asyncio.sleep(0)时）才会处理到期任务，所以此时coro仍处于未完成状态。

疑问2：为何恰好需要3次await才能让协程完成？ #

这和asyncio事件循环的调度逻辑以及定时器处理流程直接相关：

1. 第一次await asyncio.sleep(0)：事件循环从main切出，开始处理到期的定时器任务，但仅把coro的唤醒请求加入待处理队列，不会立即执行coro剩余代码。
2. 第二次await asyncio.sleep(0)：事件循环处理队列任务，将coro标记为可运行，但仍需等到下一次调度才能让coro获得执行权。
3. 第三次await asyncio.sleep(0)：coro终于拿到执行权，完成剩余代码、打印结束信息，任务被标记为done。

当time.sleep时长超过coro的sleep时间后，coro的定时器早已到期，事件循环需要走完“发现到期任务→标记可运行→执行任务”这三次调度流程，所以固定需要3次await。

而当time.sleep时长较短（比如0.1秒）时，coro的定时器可能还没到期，事件循环每次调度都要检查定时器状态，直到定时器真正到期后才会进入上述三次流程，因此循环次数会非常多。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Igor