Pythonのasyncで複数のBLEデバイスのデータが均等にアップロードされない

Question

Pythonのbleakライブラリを使って2個のM5StickCをBLE接続してM5StickC内蔵センサの値をPCに取り込もうとしています。

bleakライブラリのtwo devices exampleを使って2個のM5StickCからデータがアップロードできることが確認できたのですが、データが一方のデバイスから主にアップロードされ、もう一つのデバイスからはまばらにしかアップロードされない状況です。

一方のデバイスがデータをアップロードしている間、他のデバイスのアップロードをブロックしているように見えるのですが、均等にアップロードされるようにするには下のスクリプトをどう書き換えればよいでしょうか。

from bleak import BleakClient
import asyncio

address1 = "D8:A0:1D:55:EE:8A"
UUID1 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"

address2 = "94:B9:7E:93:21:76"
UUID2 = "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a2"

adresses = [address1, address2] 
UUIDs = [UUID1, UUID2]

def run(addresses, UUIDs):
    loop = asyncio.get_event_loop()
    task = asyncio.gather(*(connect_to_device(address, UUID) for address, UUID in zip(addresses, UUIDs)))
    loop.run_until_complete(task)

async def connect_to_device(address, UUID):
    print("starting", address, "loop")
    async with BleakClient(address, timeout=5) as client:
        print("connected to", address)        
        while(True):
            tasks = {client.read_gatt_char(UUID)}
            done, not_done = await asyncio.wait(tasks, return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED)
            for tasks in done:
                try:
                    print(await tasks)
                except Exception as e:
                    print(e)
                not_done.add(tasks)
            tasks = not_done

if __name__ == "__main__":
    run(adresses, UUIDs)

出力：(AとBが各M5StickCのID）
starting D8:A0:1D:55:EE:8A loop
starting 94:B9:7E:93:21:76 loop
connected to 94:B9:7E:93:21:76
connected to D8:A0:1D:55:EE:8A
bytearray(b'A,-0.03,-0.98,10.33,20.79,-7.34,49.20')
bytearray(b'B,-3.55,-4.01,8.56,-55.33,35.50,415.26')
bytearray(b'A,-0.06,-1.00,10.32,21.30,-7.37,50.00')
bytearray(b'A,-0.03,-1.01,10.32,21.74,-7.47,50.74')
bytearray(b'A,-0.09,-1.00,10.31,22.17,-7.52,51.54')
bytearray(b'A,-0.01,-0.96,10.31,22.64,-7.55,52.37')
bytearray(b'A,-0.06,-0.99,10.31,23.39,-7.53,53.97')
bytearray(b'A,-0.03,-1.01,10.27,23.85,-7.60,54.75')
bytearray(b'A,-0.06,-0.96,10.27,24.32,-7.60,55.54')
bytearray(b'B,-3.69,-4.10,8.50,-53.77,33.41,72.30')
bytearray(b'A,-0.03,-1.02,10.27,24.84,-7.68,56.30')
bytearray(b'A,-0.05,-1.01,10.32,25.35,-7.77,57.04')
bytearray(b'A,0.02,-0.99,10.29,25.76,-7.85,57.80')
bytearray(b'A,-0.09,-1.00,10.27,26.28,-7.86,58.53')
bytearray(b'A,-0.04,-0.94,10.27,26.92,-7.92,59.27')
bytearray(b'A,-0.08,-0.95,10.28,27.39,-7.94,60.03')
bytearray(b'A,0.03,-0.96,10.31,28.47,-8.03,61.52')
bytearray(b'A,-0.06,-0.99,10.30,29.09,-8.09,62.23')
bytearray(b'B,-3.55,-4.05,8.46,-51.99,30.52,95.55')
bytearray(b'A,-0.02,-0.96,10.31,29.50,-8.11,63.00')

Answer 1

タスクの辺りのコードは意図が解らないのですが、問題点のみ指摘すると

問題点1: タスクの操作

        while(True):

            tasks = {client.read_gatt_char(UUID)} # 前のループの not_done は上書きされる。

            for tasks in done: # ループ変数による tasks の上書き

                not_done.add(tasks) # 消化済みのタスクを not_done を追加する理由は？

            tasks = not_done # 恐らく、次のループでの実行を期待してるのでしょうが
                             # 次のループの最初で、新しいコルーチンに上書き。

どのように書き換えれば良いかは、コードの意図が不明なので解りません。
while ループ内の asyncio.wait() ～ task_done 辺りの説明をお願いします。

ブロックされるのが問題の場合は、

    while(True):
        result = await conn.read_gatt_char(UUID)
        print(result)

でダメな理由はありますか？

ライブラリを使わずに、問題の挙動は発生しますか？
まずは、問題点を切り分けましょう。

---

問題点2: asyncio.wait({coro})

asyncio.wait に直接コルーチンを渡すのは、誤動作の原因になる為
将来のバージョンで廃止されます。

→ create_task が解決策ですが、wait() の利用自体に疑問があります。

• Deprecated since version 3.8, will be removed in version 3.11:
  Passing coroutine objects to wait() directly is deprecated.
• Deprecated since version 3.8:
  If any awaitable in aws is a coroutine, it is automatically scheduled as a Task.
  Passing coroutines objects to wait() directly is deprecated as it leads to confusing behavior.

---

問題点3: wait に timeout を設定せずに使っている目的が解りません。

必ずひとつのコルーチンが実行されるので、質問のコードでは役目がないはずですが、
done, not_done を表示して期待通りの戻り値になっているか、確認して見て下さい。

多分、未完了のタスクを次のループで処理する、タイムアウトで次の処理に移りたい、
といった意図だと思いますが、目的の挙動次第では、wait_for や as_completed の検討が候補。

Comments

[inugami.mamoru]

コメントありがとうございます。

```python
while(True):
result = await client.read_gatt_char(UUID)
print(result)
```

でもデータ受信が一方のM5StickCに偏り、もう一方のM5StickCのデータがまばらにしか受信されない、という挙動は同じままです。

[teamikl]

ライブラリを用いずに試して、while 以下のロジックは期待通りに動いてますか？
ライブラリ側の問題だとしたら、この辺り

Problem with connecting to a few devices
https://github.com/hbldh/bleak/issues/105

検証方法: 複数のターミナルから同時に接続を実行する。
プラットフォーム側のバックエンドの問題が懸念。
→ OS, bleak ライブラリのバージョンの確認