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Python中使用select模块实现非阻塞的IO

2019-11-25 18:00:33
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Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制,取后一种意思。通常也称作”套接字”,用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件,同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的服务。Socket正如其英文原意那样,像一个多孔插座。一台主机犹如布满各种插座的房间,每个插座有一个编号,有的插座提供220伏交流电, 有的提供110伏交流电,有的则提供有线电视节目。 客户软件将插头插到不同编号的插座,就可以得到不同的服务。百度百科

socket如此重要,现在的网络编程几乎都是用的它,它起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用打开,读写,关闭的模式来操作。然而,对于网络服务来说,往往针对大量的客户群体,例如web,对于这类服务,必须要保证既能并行处理请求,又能保证服务的稳定。但传统的socket在处理并发方面有所欠缺,借助与select模块,能够较好的是要非阻塞的IO。

Python中的select模块以列表形式接受四个参数,分别是需要监控的可读文件对象,可写文件对象,产生异常的文件对象和超时设置,当监控的对象发生变化时,select会返回发生变化的对象列表。下面是用select实现一个简单的聊天室:

#!/usr/bin/env python#*-* coding:utf-8 *-*import socketimport selectimport sysimport signalclass ChatServer():  def __init__(self,host,port,timeout=10,backlog=5):    #记录连接的客户端数量    self.clients =0    #存储连接的客户端socket和地址对应的字典    self.clientmap={}    #存储连接的客户端socket    self.outputs = []    #建立socket    self.server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)    self.server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)    self.server.bind((host,port))    self.server.listen(backlog)    #增加信号处理    signal.signal(signal.SIGINT,self.sighandler)   def sighandler(self):    sys.stdout.write("Shutdown Server....../n")    #向已经连接客户端发送关系信息,并主动关闭socket    for output in self.outputs:      output.send("Shutdown Server")      output.close()    #关闭listen    self.server.close()    sys.stdout.flush()  #主函数,用来启动服务器  def run(self):    #需要监听的可读对象    inputs=[self.server]        runing=True    #添加监听主循环    while runing:      try:        readable,writeable,exceptional = select.select(inputs,self.outputs,[])        #此处会被select模块阻塞,只有当监听的三个参数发生变化时,select才会返回      except select.error,e:        break      #当返回的readable中含有本地socket的信息时,表示有客户端正在请求连接      if self.server in readable:        #接受客户端连接请求        client,addr=self.server.accept()        sys.stdout.write("New Connection from %s/n"%str(addr))        sys.stdout.flush()        #更新服务器上客户端连接情况        #1,数量加1        #2,self.outputs增加一列        #3,self.clientmap增加一对        #4, 给input添加可读监控        self.clients += 1        self.outputs.append(client)        self.clientmap[client]=addr        inputs.append(client)            #readable中含有已经添加的客户端socket,并且可读      #说明 1,客户端有数据发送过来或者 2,客户端请求关闭      elif len(readable) != 0:        #1, 取出这个列表中的socket        csock=readable[0]        #2, 根据这个socket,在事先存放的clientmap中,去除客户端的地址,端口的详细信息        host,port = self.clientmap[csock]        #3,取数据, 或接受关闭请求,并处理        #注意,这个操作是阻塞的,但是由于数据是在本地缓存之后,所以速度会非常快        try:          data = csock.recv(1024).strip()          for cs in self.outputs:            if cs != csock:              cs.send("%s/n"%data)        except socket.error,e:          self.clients -= 1          inputs.remove(csock)          self.outputs.remove(csock)          del self.clientmap[csock]      #print self.outputs    self.server.close()        if __name__ == "__main__":  chat=ChatServer("",8008)  chat.run()

运行这个脚本,然后用任意客户端如telnet或netcat连接8008端口,多个客户端之间就可以进行对话。

其实select模块本身是阻塞的,当需要监控的socket发生变化时,select作出返回,下面的程序会继续执行,程序根据select的返回值,对各种情况作出处理。

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