python中的IO多路复用

时间:2024-05-22 23:05:38

在python的网络编程里,socetserver是个重要的内置模块,其在内部其实就是利用了I/O多路复用、多线程和多进程技术,实现了并发通信。与多进程和多线程相比,I/O多路复用的系统开销小,系统不必额外再创建进程或线程,也就不需要维护这些进程或线程,从而大大减小了系统的开销。当然,这三者不是孤立的,可以联合使用,效果可能更好。

了解了IO多路复用,我们就来看看python中是如何使用的。Python中有一个select模块,其中提供了:select、poll、epoll三个方法,分别调用系统的 select,poll,epoll 从而实现IO多路复用。(下面以select方法为例)

Windows Python:
提供: select
Mac Python:
提供: select
Linux Python:
提供: select、poll、epoll

注意:网络操作、文件操作、终端操作等均属于IO操作,对于windows只支持Socket操作,其他系统支持其他IO操作,但是无法检测 普通文件操作 自动上次读取是否已经变化。

对于select方法:

句柄列表11, 句柄列表22, 句柄列表33 = select.select(句柄序列1, 句柄序列2, 句柄序列3, 超时时间)<br>
参数: 可接受四个参数(前三个必须)
返回值:三个列表 select方法用来监视文件句柄,如果句柄发生变化,则获取该句柄。
1、当 参数1 序列中的句柄发生可读时(accetp和read),则获取发生变化的句柄并添加到 返回值1 序列中
2、当 参数2 序列中含有句柄时,则将该序列中所有的句柄添加到 返回值2 序列中
3、当 参数3 序列中的句柄发生错误时,则将该发生错误的句柄添加到 返回值3 序列中
4、当 超时时间 未设置,则select会一直阻塞,直到监听的句柄发生变化
当 超时时间 = 1时,那么如果监听的句柄均无任何变化,则select会阻塞 1 秒,之后返回三个空列表,如果监听的句柄有变化,则直接执行。
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*- import select
import threading
import sys while True:
readable, writeable, error = select.select([sys.stdin,],[],[],1)
if sys.stdin in readable:
print( 'select get stdin',sys.stdin.readline())

利用select实现伪同时处理多个Socket客户端请求:服务端

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket ip_port = ('127.0.0.1',8002)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port) while True:
inp = input('please input:').encode()
sk.sendall(inp)
sk.close()

此处的Socket服务端相比与原生的Socket,他支持当某一个请求不再发送数据时,服务器端不会等待而是可以去处理其他请求的数据。但是,如果每个请求的耗时比较长时,select版本的服务器端也无法完成同时操作。

#!/usr/bin/env python
#coding:utf8 '''
服务器的实现 采用select的方式
''' import select
import socket
import sys
import Queue #创建套接字并设置该套接字为非阻塞模式 server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
server.setblocking(0) #绑定套接字
server_address = ('localhost',10000) server.bind(server_address) #将该socket变成服务模式
#backlog等于5,表示内核已经接到了连接请求,但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5
#这个值不能无限大,因为要在内核中维护连接队列 server.listen(5) #初始化读取数据的监听列表,最开始时希望从server这个套接字上读取数据
inputs = [server] #初始化写入数据的监听列表,最开始并没有客户端连接进来,所以列表为空 outputs = [] #要发往客户端的数据
message_queues = {}
while inputs:
print('waiting for the next event')
#调用select监听所有监听列表中的套接字,并将准备好的套接字加入到对应的列表中
readable,writable,exceptional = select.select(inputs,outputs,inputs)#列表中的socket 套接字 如果是文件呢?
#监控文件句柄有某一处发生了变化 可写 可读 异常属于Linux中的网络编程
#属于同步I/O操作,属于I/O复用模型的一种
#rlist--等待到准备好读
#wlist--等待到准备好写
#xlist--等待到一种异常
#处理可读取的套接字 '''
如果server这个套接字可读,则说明有新链接到来
此时在server套接字上调用accept,生成一个与客户端通讯的套接字
并将与客户端通讯的套接字加入inputs列表,下一次可以通过select检查连接是否可读
然后在发往客户端的缓冲中加入一项,键名为:与客户端通讯的套接字,键值为空队列
select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄(file descrīptor)的状态变化的。程序会停在select这里等待,
直到被监视的文件句柄有某一个或多个发生了状态改变
''' '''
若可读的套接字不是server套接字,有两种情况:一种是有数据到来,另一种是链接断开
如果有数据到来,先接收数据,然后将收到的数据填入往客户端的缓存区中的对应位置,最后
将于客户端通讯的套接字加入到写数据的监听列表:
如果套接字可读.但没有接收到数据,则说明客户端已经断开。这时需要关闭与客户端连接的套接字
进行资源清理
''' for s in readable:
if s is server:
connection,client_address = s.accept()
print('connection from',client_address)
connection.setblocking(0)#设置非阻塞
inputs.append(connection)
message_queues[connection] = Queue.Queue()
else:
data = s.recv(1024).decode()
if data:
print('received "%s" from %s'% \
(data,s.getpeername()))
message_queues[s].put(data)
if s not in outputs:
outputs.append(s)
else:
print('closing',client_address)
if s in outputs:
outputs.remove(s)
inputs.remove(s)
s.close()
del message_queues[s] #处理可写的套接字
'''
在发送缓冲区中取出响应的数据,发往客户端。
如果没有数据需要写,则将套接字从发送队列中移除,select中不再监视
''' for s in writable:
try:
next_msg = message_queues[s].get_nowait() except Queue.Empty:
print(' ',s,getpeername(),'queue empty')
outputs.remove(s)
else:
print('sending "%s" to %s'% \
(next_msg,s.getpeername()))
s.send(next_msg) #处理异常情况 for s in exceptional:
for s in exceptional:
print('exception condition on',s.getpeername())
inputs.remove(s)
if s in outputs:
outputs.remove(s)
s.close()
del message_queues[s]

转载:http://www.cnblogs.com/feixuelove1009/p/5660126.html