Python之阻塞IO模型与非阻塞IO模型

Python之阻塞IO模型与非阻塞IO模型

　　IO模型

　　　　1 阻塞IO:

　　　　　　全程阻塞

　　　　2 非阻塞IO:

　　　　　　　　发送多次系统调用:

　　　　　　　　　　优点：wait for data时无阻塞

　　　　　　　　　　缺点：1 系统调用太多 2 数据不是实时接受的

　　　　　　　　两个阶段：wait for data:非阻塞

　　　　　　　　　　　　　copy data :阻塞

　　　　3 IO多路复用（监听多个连接）

　　　　　　　　sock::sock <socket.socket fd=224,
　　　　　　　　family=AddressFamily.AF_INET,
　　　　　　　　type=SocketKind.SOCK_STREAM,
　　　　　　　　proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8800)>

　　　　对于文件描述符（套接字对象）：

　　　　　　1 是一个非零整数，不会变

　　　　　　2 收发数据的时候，对于接收端而言，数据先到内核空间，
　　　　　　　　然后copy到用户空间，同时，内核空间数据清除。

　　　　特点：

　　　　　　1 全程（wait for data,copy）阻塞
　　　　　　2 能监听多个文件描述符

　　　　　　实现并发

　　　　IO多路复用的实现机制：

　　　　　　win：Select

　　　　　　Linux：Select and Poll or Epoll  （有epoll用epoll，没有则Select）

　　　　Select的缺点：

　　　　　　1、每次调用Select 都要将所有的fd（文件描述符）拷贝到内核空间。从而导致效率下降。

　　　　　　2、遍历所有的fd，是否有数据访问。浪费时间（最重要的问题）

　　　　　　3、最大连接数（1024）

　　　　poll：

　　　　　　1、最大连接数没有限制。这是和Select最大的区别。

　　　　epoll：

　　　　　　内部通过三个函数实现的。

　　　　　　1、第一个函数：创建一个epoll句柄。方便将fd以一次性的拷到内核去。but，只需要拷贝一次。

　　　　　　2、第二个函数：回调函数，在某一个函数或动作完成后会触发的函数。为所有的fd绑定一个回调函数。

　　　　　　　　　　　　　　　　一旦有数据访问，就会触发该回调函数，回调函数将fd放到列表中。

　　　　　　3、第三个函数：判断列表是否为空。

　　　　　　没有最大链接数。 

 

　　　　4 异步IO

　　　　　　全程无阻塞

　　　　5 驱动信号

 

　　总结：

　　　　同步： 阻塞IO 非阻塞IO io多路复用
　　　　异步： 异步IO

 

Selectors模块：

import selectors  # 基于select模块实现的IO多路复用，建议大家使用

import socket

sock=socket.socket()
sock.bind(("127.0.0.1",8800))

sock.listen(5)

sock.setblocking(False)

sel=selectors.DefaultSelector() #根据具体平台选择最佳IO多路机制，比如在linux，选择epoll

def read(conn,mask):

    try:
        data=conn.recv(1024)
        print(data.decode("UTF8"))
        data2=input(">>>")
        conn.send(data2.encode("utf8"))
    except Exception:
        sel.unregister(conn)

def accept(sock,mask):

    conn, addr = sock.accept()
    print("conn",conn)
    sel.register(conn,selectors.EVENT_READ,read)

sel.register(sock,selectors.EVENT_READ,accept)  # 注册事件

while 1:

    print("wating...")
    events=sel.select()   #  监听    [(key1,mask1),(key2,mask2)]
    for key,mask in events:

        # print(key.fileobj)    # conn
        # print(key.data)       # read
        func=key.data
        obj=key.fileobj

        func(obj,mask)  # 1 accept(sock,mask)    # 2 read(conn,mask)

 

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