Python之进程+线程+协程（异步、selectors模块、阻塞、非阻塞IO）

喜欢ヅ旅行 2023-05-21 10:29 7阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *   *   *  一、IO多路复用
             *  二、selectors模块

本篇文字是关于IO多路复用的更深入一步的总结，上一篇 [Python之进程+线程+协程（事件驱动模型、IO多路复用、select与epoll）][Python_IO_select_epoll]对IO多路复用进行了概念性的分析，本篇则是对阻塞IO、非阻塞IO、与异步进行通俗性的比较和归纳。还有另外一种无阻塞IO，即为异步IO，用selectors模块来实现

#### 一、IO多路复用 ####

**1、阻塞IO：** 不停监听，遇到用户输入时，会一直卡在那里，直到接收了外部数据

**2、非阻塞IO：** 也可以说是间断监听，过一段时间去监听一次，不会持续卡在那里，但仍然有阻塞，只是没那么严重

**3、异步最大的特点：** 全程无阻塞

**4、selectors模块（异步IO模块）：** python封装好的一个IO多路复用的模块，等待用户输入的同时让CPU能够去处理其他任务，不会卡在那里，不会有任何阻塞

#### 二、selectors模块 ####

用一个实例来总结selectors模块，每段代码的逻辑在旁边都注有详细的解释了，这里就不拆出来分析了。要用到socket套接字，而且重点在服务端的逻辑，客户端只是正常收发消息就够了。  
**1、服务端：**

import selectors  #导入selectors模块
    import socket
    
    #创建selectors对象
    sel = selectors.DefaultSelector()
    
    #接收信息函数
    def accept(sock, mask):
        conn, addr = sock.accept()  #接收客户端的链接和地址
        print('accepted', conn, 'from', addr)  #输出收到的链接和地址
        conn.setblocking(False)  #设置为无阻塞IO
        sel.register(conn, selectors.EVENT_READ, read)
        #注册selector对象，将客户端链接和read函数绑定，执行read函数
    
    #读取信息
    def read(conn, mask):
        try:
            data = conn.recv(1000)  #用客户端的链接读取客户端传来的信息
            if not data:
                raise Exception     #如果监听对象里面的内容为空就触发Excetption异常
            #不为空就执行输出消息
            print('echoing', repr(data), 'to', conn)
            conn.send(data)  #输出消息后，给客户端发送一条消息，repr(data)
        except Exception as e:  #为空就接触selector的注册
            print('closing', conn)
            sel.unregister(conn)  
            conn.close()
    
    #创建套接字对象
    sock = socket.socket()
    sock.bind(('localhost', 8090))  #绑定端口
    sock.listen(100)  #监听端口
    sock.setblocking(False)  #设置IO为非阻塞IO
    
    #注册selector对象，
    #即将selector将socket对象和accept函数绑定
    sel.register(sock, selectors.EVENT_READ, accept)
    print("server端已启动......")
    
    #执行绑定的对象，开启监听
    while True:
        #将events作为监听结果的接收器,包含[sock,,conn1,conn2,conn3......]
        events = sel.select()
        
        for key, mask in events:
            callback = key.data
            callback(key.fileobj, mask)
            #第一次的key.data就是sock触发的那个accept函数,执行accept函数传入两个参数
            #第二次的key.data是read函数
            #第一次key.fileobj就是服务端创建的sock,一个socket对象
            #第二次key.fileobj是conn

**2、客户端：**

import socket
    
    sk=socket.socket()
    
    sk.connect(("127.0.0.1",8090))
    while 1:
        inp=input(">>>")  #让用户输入内容
        sk.send(inp.encode("utf8"))  #发送消息
        data=sk.recv(1024)  #接收消息
        print(data.decode("utf8"))

**3、参考结果：**  
![selectors模块][selectors]  
*可以看到，三个同时聊天，中途可以随意切换，并不会出现任何IO阻塞，这也就异步的效果，得益于selectors这个python的套装模块*

[Python_IO_select_epoll]: https://blog.csdn.net/Viewinfinitely/article/details/105607451
[selectors]: /images/20230521/1628c34b64d44ac88052d3d09df75003.png