PythonNET网络编程3
IO
IO input output
在内存中存在数据交换的操作都可以认为是IO操作
和终端交互 ： input print
和磁盘交互 ： read write
和网络交互 ： recv send
-
IO密集型程序：在程序执行过程中存在大量IO操作，而cpu运算操作较少，消耗cpu较少，运行效率较低
-
计算密集型程序（CUP密集型程序）：在程序执行中CPU运算较多，IO操作相对较少，消耗CPU大，运行速度快
-
IO分类
- 阻塞IO
- 非阻塞IO
- IO多路复用
阻塞IO
- 阻塞IO是IO的默认形态，是效率较低的一种IO情形。
- 阻塞情况
- 因为某种条件没有达成造成的阻塞
- e.g. accept input recv
- 处理IO数据传输时间较长形成的阻塞
- e.g. 网络传输过程，文件读写过程
- 因为某种条件没有达成造成的阻塞
非阻塞IO
- 通过修改IO事件的属性，使其变为非阻塞状态（让一些条件阻塞函数不再阻塞）
- 非阻塞IO往往和循环判断一起使用
s.setblocking(False)
将套接字设置为非阻塞状态
- 非阻塞IO往往和循环判断一起使用
# 设置非阻塞
from socket import *
from time import sleep,ctime
s = socket()
s.bind(('127.0.0.1',9999))
s.listen(3)
#将套接字设置为非阻塞
s.setblocking(False)
while True:
print("Waiting for connect...")
try:
c,addr = s.accept()
except BlockingIOError:
sleep(2)
print(ctime())
continue
else:
print("Connected from",addr)
while True:
data = c.recv(1024).decode()
if not data:
break
print(data)
c.send(ctime().encode())
c.close()
s.close()
- 超时检测
-
将原本阻塞的函数设置一个最长阻塞时间，如果时间内条件达成则正常运行，如果仍然阻塞则视为超时，继续向下运行或产生异常
s.settimeout(sec) 设置套接字的超时时间
-
# 设置超时时间
from socket import *
from time import sleep,ctime
s = socket()
s.bind(('127.0.0.1',8888))
s.listen(3)
#将套接字设置超时时间
s.settimeout(5)
while True:
print("Waiting for connect...")
try:
c,addr = s.accept()
except timeout:
print(ctime())
continue
else:
print("Connect from",addr)
while True:
data = c.recv(1024).decode()
if not data:
break
print(data)
c.send(ctime().encode())
c.close()
s.close()
IO多路复用
-
定义：同时监控多个IO事件，当哪个IO事件准备就绪就执行哪个IO事件，以此形成可用同时操作多个IO的并发行为，避免一个IO阻塞，造成所有IO都无法执行。
-
IO准备就绪：是一种IO必然要发生的临界状态
-
IO多路复用的编程实现
- 将IO设置为关注IO
- 将关注IO提交给内核监测
- 处理内核给我们反馈的准备就绪的IO
-
具体方案：
select --> linux unix windows
poll --> linux unix
epoll --> linux unix
select
import select
rs,ws,xs = select(rlist, wlist, xlist[, timeout])
-
功能：监控IO事件，阻塞等待IO事件发生
-
参数：
- rlist..列表..存放我们监控等待处理的IO事件
- wlist..列表..存放我们要主动操作的IO事件
- xlist..列表..我们要关注出错处理的IO事件
- timeout..超时时间
-
返回值：
- rs..列表..rlist中准备就绪的IO
- ws..列表..wlist中准备就绪的IO
- xs..列表..xlist中准备就绪的IO
-
注意：
- wlist中如果有IO事件则select立即回返回为ws
- 在处理IO过程中不要处理一个客户端长期占有服务端使服务端无法运行到select的情况
- IO多路复用占用计算机资源少，io效率高
from select import select
from socket import *
#创建套接字作为我们关注的IO
s = socket()
s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
s.bind(('0.0.0.0',9999))
s.listen(5)
rlist = [s]
wlist = []
xlist = [s]
while True:
#提交监测我们关注的IO等待IO发生
rs,ws,xs = select(rlist,wlist,xlist)
for r in rs:
if r is s:
c,addr = r.accept()
print("Connect from",addr)
rlist.append(c) #添加到关注列表
else:
data = r.recv(1024)
if not data:
rlist.remove(r)
r.close()
else:
print(data.decode())
# r.send(b'Receive your message')
#将客户端套接字放入wlist列表
wlist.append(r)
for w in ws:
w.send(b'Receive your message')
wlist.remove(w)
for x in xs:
if x is s:
s.close()
位运算
- 整数按照二进制位进行运算
-
&：按位与
-
|：按位或
-
^：按位异或
-
<<：左移
-
>>：右移
11 1011
14 1110
14 & 11 ： 1010 一0则0
14 | 11 ： 1111 一1则1
14 ^ 11 ： 0101 相同为0不同为1
11 << 2 ： 101100 右侧补零
14 >> 2 ： 11
-
poll
-
创建poll对象
p = select.poll() -
添加注册事件
p.register(s, POLLIN | POLLERR)POLLIN POLLOUT POLLERR POLLHUP POLLNVAL rlist wlist xlist 断开 无效数据 p.unregister(s) 从关注事件中移除 -
阻塞等待IO发生
events = p.poll()-
功能：阻塞等待IO发生
-
返回值：events 是一个列表，列表中给每一个元素都是一个元组，代表一个发生的IO事件
[(fileno, event),(),()....] 就绪IO的文件描述符， 具体就绪事件 -
需要通过文件描述符（fileno）找到对应的IO对象
-
-
处理具体的IO
from socket import *
from select import *
#创建套接字作为我们关注的IO
s = socket()
s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
s.bind(('0.0.0.0',9999))
s.listen(5)
#创建poll对象
p = poll()
#fileno ---> IO对象的字典
fdmap = {s.fileno():s}
#注册关注的IO
p.register(s,POLLIN | POLLERR)
while True:
#进行IO监控
events = p.poll()
for fd,event in events:
if fd == s.fileno():
c,addr = fdmap[fd].accept()
print("Connect from",addr)
#添加新的关注事件
p.register(c,POLLIN | POLLHUP)
fdmap[c.fileno()] = c
elif event & POLLIN: # 若是真，POLLIN就绪
data = fdmap[fd].recv(1024)
if not data:
#客户端退出,从关注事件移除
p.unregister(fd)
fdmap[fd].close()
del fdmap[fd]
else:
print(data.decode())
fdmap[fd].send(b'Receive')
epoll
-
使用方法：基本与poll方法相同
- 将生产对象 poll() 改为epoll()
- 将所有poll对象事件改为epoll对象事件
-
区别 ：
- epoll 的效率要比 poll和select 高
- epoll 的事件触发方式更多
from socket import *
from select import *
#创建套接字作为我们关注的IO
s = socket()
s.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
s.bind(('0.0.0.0',9999))
s.listen(5)
#创建epoll对象
p = epoll()
#fileno ---> IO对象的字典
fdmap = {s.fileno():s}
#注册关注的IO
p.register(s,EPOLLIN | EPOLLERR)
while True:
#进行IO监控
events = p.poll()
for fd,event in events:
if fd == s.fileno():
c,addr = fdmap[fd].accept()
print("Connect from",addr)
#添加新的关注事件
p.register(c,EPOLLIN | EPOLLHUP)
fdmap[c.fileno()] = c
elif event & EPOLLIN:
data = fdmap[fd].recv(1024)
if not data:
#客户端退出,从关注事件移除
p.unregister(fd)
fdmap[fd].close()
del fdmap[fd]
else:
print(data.decode())
fdmap[fd].send(b'Receive')
