Python HTTP 客户端库 HTTPX 核心用法与异步支持详解
前言
在 Python 生态中，网络请求是开发者的日常需求。传统的 requests 库虽然简单易用，但仅支持同步操作；aiohttp 功能强大但 API 设计较为复杂且偏向异步编程。HTTPX 作为新一代 HTTP 客户端，完美融合了两者优势：它既支持同步调用（API 类似 requests），又原生支持异步编程（基于 asyncio）。此外，HTTPX 默认支持 HTTP/2 协议，提供了更高效的连接复用能力。
安装
使用 pip 安装 httpx：
pip install httpx
如果需要命令行工具支持，可以安装额外组件：
pip install 'httpx[cli]'
基础请求
GET 请求
直接使用 get 方法发送请求：
import httpx
r = httpx.get('https://httpbin.org/get')
print(r.status_code) # 状态码
print(r.text) # 响应文本内容
对于带参数的 URL，传入一个 dict 作为 params 参数：
import httpx
r = httpx.get('https://httpbin.org/get', params={'q': 'python', 'cat': '1001'})
print(r.url) # 实际请求的 URL
print(r.text)
对于特定类型的响应，例如 JSON，可以直接获取：
r = httpx.get('https://httpbin.org/get')
data = r.json()
print(data['args']) # 解析后的字典对象
对于非文本响应，响应内容也可以以字节的形式访问：
>>> r.content
b'<!doctype html>\n<html>\n<head>\n<title>Example Domain</title>...'
POST 请求
要发送 POST 请求，只需将 get() 方法变成 post()，然后传入 data 参数：
r = httpx.post('https://httpbin.org/post', data={'form_email': '[email protected]', 'form_password': '123456'})
httpx 默认使用 application/x-www-form-urlencoded 对 POST 数据编码。如果要传递 JSON 数据，可以直接传入 json 参数，内部会自动序列化：
params = {'key': 'value'}
r = httpx.post(url, json=params)
上传文件
上传文件操作如下：
upload_files = {'upload-file': open('report.xls', 'rb')}
r = httpx.post('https://httpbin.org/post', files=upload_files)
如果需要在上传文件时包含非文件数据字段，请使用 data 参数：
data = {'message': 'Hello, world!'}
files = {'file': open('report.xls', 'rb')}
r = httpx.post("https://httpbin.org/post", data=data, files=files)
print(r.text)
添加 Headers
需要传入 HTTP Header 时，我们传入一个 dict 作为 headers 参数：
r = httpx.get('https://www.baidu.com/', headers={'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 11_0 like Mac OS X) AppleWebKit'})
获取响应头：
print(r.headers)
# {Content-Type: 'text/html; charset=utf-8', ...}
print(r.headers['Content-Type'])
# 'text/html; charset=utf-8'
Cookie 管理
在请求中传入 Cookie，只需准备一个 dict 传入 cookies 参数：
cs = {'token': '12345', 'status': 'working'}
r = httpx.get(url, cookies=cs)
httpx 对 Cookie 做了特殊处理，使得我们不必解析 Cookie 就可以轻松获取指定的 Cookie：
print(r.cookies['token'])
# 12345
超时与重试
默认超时为 5 秒。要指定超时，传入以秒为单位的 timeout 参数。超时分为连接超时和读取超时：
try:
# 3.1 秒后连接超时，27 秒后读取超时
r = httpx.get(url, timeout=(3.1, 27))
except httpx.TimeoutException as e:
print(e)
当然，也可以禁用超时：
httpx.get('https://github.com/', timeout=None)
实现简单的超时重连逻辑：
def gethtml(url):
i = 0
while i < 3:
try:
html = httpx.get(url, timeout=5).text
return html
except httpx.RequestException:
i += 1
return None
重定向控制
默认情况下，httpx 不会遵循所有 HTTP 方法的重定向，不过可以使用 follow_redirects 开启：
>>> r = httpx.get('http://github.com/', follow_redirects=True)
>>> r.url
URL('https://github.com/')
>>> r.status_code
200
>>> r.history
[<Response [301 Moved Permanently]>]
高级用法：Client 连接池
使用 httpx.Client() ，实际上是调用 HTTP 链接池。可以带来显著的性能改进，包括减少跨请求的延迟、减少 CPU 使用和往返次数、减少网络拥塞。
基本用法
使用 Client 的推荐方式是作为上下文管理器。这将确保在离开 with 块时正确清理连接：
with httpx.Client() as client:
r = client.get('https://example.com')
或者，可以使用 close() 显式关闭连接池：
client = httpx.Client()
try:
r = client.get('https://example.com')
finally:
client.close()
跨请求共享配置
Client 允许您通过将参数传递给 Client 构造函数来将配置应用于所有传出请求：
url = 'http://httpbin.org/headers'
headers = {'user-agent': 'my-app/0.0.1'}
with httpx.Client(headers=headers) as client:
r = client.get(url)
print(r.json()['headers']['User-Agent'])
# 'my-app/0.0.1'
此外，base_url 允许您为所有传出请求预留 URL：
with httpx.Client(base_url='http://httpbin.org') as client:
r = client.get('/headers')
print(r.request.url)
# URL('http://httpbin.org/headers')
监控下载进度
如果您需要监控大响应的下载进度，您可以使用响应流并检查 response.num_bytes_downloaded 属性：
import tempfile
import httpx
with tempfile.NamedTemporaryFile() as download_file:
url = "https://speed.hetzner.de/100MB.bin"
with httpx.stream("GET", url) as response:
total = int(response.headers["Content-Length"])
for chunk in response.iter_bytes():
download_file.write(chunk)
percent = response.num_bytes_downloaded / total
print(f'percent: {percent:.2%}')
代理配置
httpx 支持通过 proxies 参数设置 HTTP 代理：
with httpx.Client(proxies="http://localhost:8030") as client:
r = client.get('https://example.com')
对于更高级的用例，请传递代理 dict。例如，要将 HTTP 和 HTTPS 请求路由到 2 个不同的代理：
proxies = {
"http://": "http://localhost:8030",
"https://": "http://localhost:8031",
}
with httpx.Client(proxies=proxies) as client:
r = client.get('https://example.com')
代理凭据可以作为代理 URL userinfo 部分传递：
proxies = {
"http://": "http://username:password@localhost:8030",
}
异步支持
发送异步请求
import asyncio
async def main():
async with httpx.AsyncClient() as client:
r = await client.get('https://www.example.com/')
print(r.status_code)
asyncio.run(main())
打开和关闭 Client
使用 async with：
async with httpx.AsyncClient() as client:
r = await client.get('https://www.example.com/')
显式关闭客户端：
client = httpx.AsyncClient()
try:
r = await client.get('https://www.example.com/')
finally:
await client.aclose()
异步流媒体响应
client = httpx.AsyncClient()
async with client.stream('GET', 'https://www.example.com/') as response:
async for chunk in response.aiter_bytes():
print(chunk)
异步响应流方法有：
- Response.aread() - 用于有条件地读取流块内的响应。
- Response.aiter_bytes() - 用于将响应内容流化为字节。
- Response.aiter_text() - 用于将响应内容流化为文本。
- Response.aiter_lines() - 用于将响应内容流式传输为文本行。
- Response.aiter_raw() - 用于流式传输原始响应字节，无需应用内容解码。
- Response.aclose() - 用于结束回复。
错误处理
HTTPX 提供了丰富的异常类来处理不同类型的网络错误。常见的异常包括 RequestException 及其子类。
import httpx
try:
r = httpx.get('https://httpbin.org/status/404')
r.raise_for_status()
except httpx.HTTPStatusError as e:
print(f"HTTP Error: {e.response.status_code}")
except httpx.ConnectTimeout:
print("连接超时")
except httpx.ReadTimeout:
print("读取超时")
except httpx.RequestException as e:
print(f"其他请求错误：{e}")
认证与授权
HTTPX 支持多种认证方式，包括 Basic Auth、Token 等。
from httpx import BasicAuth
with httpx.Client(auth=BasicAuth(username='user', password='pass')) as client:
r = client.get('https://httpbin.org/basic-auth/user/pass')
print(r.status_code)
对于 Token 认证，通常直接在 Headers 中设置：
headers = {'Authorization': 'Bearer YOUR_TOKEN_HERE'}
r = httpx.get(url, headers=headers)
总结
HTTPX 凭借其同步与异步的双重支持、HTTP/2 原生支持以及强大的连接池机制，成为了现代 Python 网络开发的首选库。通过合理使用 Client 对象、掌握异步编程模式以及妥善处理异常情况，开发者可以构建出高性能、高可靠性的网络请求服务。
