Python多路复用selector模块的基本使用

1. IO多路复用

O多路复用技术是使用一个可以同时监视多个IO阻塞的中间人去监视这些不同的IO对象，这些被监视的任何一个或多个IO对象有消息返回，都将会触发这个中间人将这些有消息IO对象返回，以供获取他们的消息。

使用IO多路复用的优点在于，进程在单线程的情况下同样可以同时处理多个IO阻塞。与传统的多线程/多进程模型比，I/O多路复用系统开销小，系统不需要创建新的进程或者线程，也不需要维护这些进程和线程的运行，降底了系统的维护工作量，节省了系统资源，

python提供了selector模块来实现IO多路复用。同时，不同的操作系统上，这中间人的可选则的类型是不同的，目前常见的有，epoll, kqueue, devpoll, poll,select等；kqueue（BSD，Mac支持），devpoll（solaris支持）和epoll的实现基本相同，epoll在linux2.5+内核中实现，windows系统只实现了select。

1.1. epoll,poll, select的比较

select和poll使用轮询的方式去检测监视的所有IO是否有数据返回，需要不断的遍历每一个IO对象，这是一种费时的操作，效率较低。poll优于select的一点是select限制了最大监视IO数为1024，这对于需要大量网络IO连接的服务器来显然是不够的；而poll对于这个个数没有限制。但是这同样面临问题，在使用轮询的方式监视这些IO时，IO数越大，意味着每一次轮询消耗的时间越多。效率也就越低，这是轮询无法解决的问题。

epoll就是为了解决这样的问题诞生的，首先他没有最大的监视的IO数的限制，并且没有使用轮询的方式去检测这些IO，而是采用了事件通知机制和回调来获取这些有消息返回的IO对象，只有“活跃”的IO才会主动的去调用callback函数。这个IO将会直接被处理而不需要轮询。

2. selector模块的基本使用

import selectors
import Socket

# 创建一个socketIO对象，监听后将可以接受请求消息了
sock = socket.socket()
sock.bind(("127.0.0.1", 80))
sock.listen()

slt = selectors.DefaultSelector()  # 使用系统默认selector，Windows为select，linux为epoll
# 将这个socketIO对象加入到，select中监视
slt.reGISter(fileobj=sock, events=selectors.EVENT_READ, data=None)

# 循环处理消息
while True:
    # select方法：轮询这个selector，当有至少一个IO对象有消息返回时候，将会返回这个有消息的IO对象
    ready_events = slt.select(timeout=None)
    print(ready_events)     # 准备好的IO对象们
    break

ready_events 为一个列表（代表注册到这个select中的所有的有数据可接收IO对象），列表中的每一个元组为：

SelectorKey对象：

• fileobj:注册的socket对象
• fd:文件描述符
• data:注册时我们传入的参数，可以是任意值，绑定到一个属性上，方便之后使用。
  

mask值

• EVENT_READ ： 表示可读的； 它的值其实是1；
• EVENT_WRITE： 表示可写的； 它的值其实是2；
• 或者二者的组合

例如：

[(SelectorKey(fileobj=<socket.socket fd=456, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 80)>, fd=456, events=1, data=None),
    1)]

处理这个请求，只需要使用该socket对应方法即可，该socket用于接收请求的连接，使用accept方法就可以处理这个请求。

当接受请求之后，又将会产生新的客户端，我们将其放入selector中一并监视，当有消息来时，如果是连接请求，handle_request()函数处理，如果是客户端的消息，handle_client_msg()函数处理。

对于select中有两类socket，所以我们需要判断被激活后返回的socket是哪一种，再调用不同的函数做不同的请求。如果这个select中的socket种类有很多，将无法如此判断。解决办法就是将处理函数绑定到对应的selecTKEy对象中，可以使用data参数。

def handle_request(sock:socket.socket, mask):    # 处理新连接
    conn, addr = sock.accept()
    conn.setblocking(False)  # 设定非阻塞
    slt.register(conn, selector.EVENT_READ, data=handle_client_msg)

def handle_client_msg(sock:socket.socket, mask)  # 处理消息
    data = sock.recv()
    print(data.decode())

sock = socket.socket()
sock.bind(("127.0.0.1", 80))
sock.listen()

slt = selectors.DefaultSelector()
slt.register(fileobj=sock, events=selectors.EVENT_READ, data=handle_request)

while True:
    ready_events = slt.select(timeout=None)
    for event, mask in ready_events:
        event.data(event.fileobj, mask)
        # 不同的socket有不同data函数，使用自己绑定的data函数调用，再将自己的socket作为参数。就可以处理不同类型的socket。

上面使用data很好的解决了上面问题，但是需要注意，绑定到data属性上函数（或者说可调用对象）最终会使用event.data(event.fileobj)的方式调用，这些函数接受的参数应该相同。

到此这篇关于Python多路复用selector模块的文章就介绍到这了,更多相关Python selector模块内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！