python学习【十】 IO多路复用

　　在学习Socket的时候，已经知道server端同一时间仅能处理一个client请求。在有第二个连接过来的时候，如果第一个请求在和服务器连接中，那么第二个只能等待第一个断开后第二个才能连接。这样的话，当server端在等待client端输入数据时，server就是空闲状态从而浪费时间，降低效率。为了解决这个问题，出现一种新的机制——IO多路复用。

IO多路复用

所谓I/O多路复用机制，就是说通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。

看到上面这句解释，可能不了解网络的同学根本就不知道什么是I/O，它的工作原理是怎样的？这个呢，在网上有很多大牛已经做了详细介绍，我就不过的介绍。

这里推荐几篇我感觉不错的供大家参考：

http://blog.csdn.net/yfkiss/article/details/7516589

http://blog.chinaunix.net/uid-28458801-id-4464639.html

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-edntwk/

Python IO多路复用

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。

下面是python在不同环境中可使用的方法：

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。

这里主要介绍select方法的使用，详细内容如下：

句柄列表1, 句柄列表2, 句柄列表3 = 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）
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。

利用select监听终端操作实例

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

import select
import sys

while True:
    readable, writeable, error = select.select([sys.stdin,],[],[],1)
    '''select.select([sys.stdin,],[],[],1)用到I/O多路复用，第一个参数是列表，我放进去的是stdin就是我输入进去东西的描述符,
       相当于打开一个文件，和obj = socket()，类似的文件描述符，
       sys.stdin 他只是一个特殊的文件描述符= 终端的输入，一旦你输入OK select I/O多路复用他就感知到了。
       先看readable这个参数，其他的县不用看一旦你发生了我就他他发到readable里了，
       这里添加的就是修改的那个文件描述符，如果你一直没有修改过，那么readable他就是一个空的列表
    '''
    if sys.stdin in readable:
        print 'select get stdin',sys.stdin.readline()

'''
注：
1、[sys.stdin,]  以后不管是列表还是元组在最后的元素后面建议增加一个逗号，那元组举例（1，） | （1） 这两个有区别吗？是不是第二个
更像方法的调用或者函数的调用，加个，是不是更容易分清楚。还有就是在以后写django的配置文件的时候，他是必须要加的。写作习惯
2、select第一个参数他就是监听多个文件句柄，当谁改变了我是不是就可以监听到！
3、select参数里1是超时时间，当到slect那一行后，如果这里还是没有输入，那么我就继续走！
'''

利用select监听终端操作实例

#/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
import time
import socket
import select
#创建socket对象
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sk.setsockopt
#设置监听的IP与端口
sk.bind(('127.0.0.1',8888))
#设置client最大等待连接数
sk.listen(5)
sk.setblocking(False) #这里设置setblocking为Falseaccept将不在阻塞，但是如果没有收到请求就会报错
while True:
    readable_list, writeable_list, error_list = select.select([sk,],[],[],1)  #监听第一个列表的文件描述符，如果里面有文件描述符发生改变既能捕获并放到readable_list中
    for r in readable_list:    #如果是空列表将不执行，如果是空列表。将执行。
        conn,addr = r.accept()
        print addr
sk.close()

利用select监听多端口操作实例

/usr/bin/env python
#-*- coding:utf-8 -*-
import time
import socket
import select
#创建socket对象
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sk.setsockopt
#设置监听的IP与端口
sk.bind(('127.0.0.1',6666))
#设置client最大等待连接数
sk.listen(5)
sk.setblocking(False) #这里设置setblocking为Falseaccept将不在阻塞，但是如果没有收到请求就会报错

sk1 = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
sk1.setsockopt
#设置监听的IP与端口
sk1.bind(('127.0.0.1',8888))
#设置client最大等待连接数
sk1.listen(5)
sk1.setblocking(False) #这里设置setblocking为Falseaccept将不在阻塞，但是如果没有收到请求就会报错


while True:
    readable_list, writeable_list, error_list = select.select([sk,sk1,],[],[],1)  #监听第一个列表的文件描述符，如果里面有文件描述符发生改变既能捕获并放到readable_list中
    for r in readable_list:    #如果是空列表将不执行，如果是空列表。将执行。
        conn,address = r.accept()
        print address
sk.close()
sk1.close()

其实，在SocketServer内部就是使用 IO多路复用 以及 “多线程” 和 “多进程” 实现并发处理多个客户端请求的Socket服务端。有兴趣的可以研究下SocketServer的源码实现。