python开发之路之I/O多路复用

前言

　　1.什么是I/O多路复用？

　　我们都知道，在同一时刻，我们的服务器端只能处理同1个客户端，即客户端和服务器端处于一对一的模式。即服务器端和客户端在进行请求、响应都是1对1的进行。

　　但是，现在的需求是：我们要让多个客户端连接至服务器端，而且服务器端需要处理来自多个客户端请求，这样的话，传统的模式就实现不了了，此时我们该采用什么方式来处理呢？

　　解决方法：

　　　　　采用I/O多路复用机制。在python网络编程中，I/O多路复用机制就是用来解决多个客户端连接请求服务器端，而服务器端能正常处理并响应给客户端的一种机制。

　　　　　书面上来说，就是通过1种机制：可以监听多个文件描述符，一旦描述符就绪，能够通知程序进行相应的读写操作。

　　2.什么是文件描述符？

　　　　在网络中，一个socket对象就是1个文件描述符，在文件中，1个文件句柄（即file对象）就是1个文件描述符。其实可以理解为就是一个“指针”或“句柄”，指向1个socket或file对象，当file或socket发生改变时，这个对象对应的文件描述符，也会发生相应改变。

　　3.在python中I/O操作包括哪些?

• 网络操作，即建立socket对象，进行建立连接，发送、接收、处理请求、响应等
• 文件操作，即建立file对象，进行文件的读、写操作
• 终端操作。即进行交互式输入输出等操作

　　4.I/O多路复用

　　　在I/O编程过程中，当需要同时处理多个客户端接入请求时，可以利用多线程或者I/O多路复用技术进行处理。

　　　I/O多路复用技术通过把多个I/O的阻塞复用到同一个select的阻塞上，从而使得系统在单线程的情况下可以同时处理多个客户端请求。

　　　与传统的多线程/多进程模型比，I/O多路复用的最大优势是系统开销小，系统不需要创建新的额外进程或者线程，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。

　　5.I/O多路复用的主要应用场景如下：

• 服务器需要同时处理多个处于监听状态或者多个连接状态的套接字。

• 服务器需要同时处理多种网络协议的套接字。

一、python的select模块

　　在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。

　　在Linux中，I/O多路复用具体介绍如下所示：

 　　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

　　　　select(rlist, wlist, xlist[, timeout]) -> (rlist, wlist, xlist)

　　　　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)

　　　　参数： 可接受四个参数（前三个必须），rlist, wlist, xlist[, timeout]
　　　　返回值：三个列表：rlist, wlist, xlist

　　　　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。

　　示例1，linux下监视终端操作的实例，即把输入的东西读出来。（在linux环境下使用该示例）

• 其实我们输入的东西，在linux下是放在sys模块下的stdin管道里面的，系统要使用的时候是在stdin里面读、取的。
• 读取输入管道里面的东西，采用：sys.stdin.readline()

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import select
import threading
import sys

while True:
　　#监听select的第一个参数：sys.stdin，这里表示监听用户输入，我们的sys.stdin相当于终端描述符，相当于文件的句柄。
　　#如果监听到有更改，即用户有输入，select就会感知到，然后就把变化的文件句柄保存至列表，并将列表返回给第一个参数：readable
　　#如果没有改变，即用户没有输入，select就会感知到没有改变，readable列表就是空的列表[]
    readable,writeable,error = select.select([sys.stdin,],[],[],1)
    if sys.stdin in readable:
        print "select get stdin",sys.stdin.readline()

　　示例2：监听多个I/O（这里指socket对象），用浏览器访问，并打印访问的客户端地址

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
import select

sk = socket.socket()
ip_port = (‘127.0.0.1‘,8888)
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)
#设置不阻塞
sk.setblocking(False)

sk1 = socket.socket()
ip_port1 = (‘127.0.0.1‘,9999)
sk1.bind(ip_port1)
sk1.listen(5)
#设置不阻塞
sk1.setblocking(False)

inputs = [sk,sk1,]

while True:
    rList,w,e = select.select(inputs,[],[],2)
    for r in rList:
        conn,addr = r.accept()
        print addr
sk.close()

在浏览器中打开2个窗口，分别输入127.0.0.1:8888和127.0.0.1:8888，访问结果显示如下：

python开发之路之I/O多路复用

原文：http://www.cnblogs.com/jachy/p/5105715.html