Day14 - Python基础14 事件驱动模型、IO模型
本节内容：
1：事件驱动模型
2：IO模型前戏准备
3：4种IO模型
1：事件驱动模型
传统的编程是如下线性模式的：
开始--->代码块A--->代码块B--->代码块C--->代码块D--->......--->结束
每一个代码块里是完成各种各样事情的代码，但编程者知道代码块A,B,C,D...的执行顺序，唯一能够改变这个流程的是数据。输入不同的数据，根据条件语句判断，流程或许就改为A--->C--->E...--->结束。每一次程序运行顺序或许都不同，但它的控制流程是由输入数据和你编写的程序决定的。如果你知道这个程序当前的运行状态（包括输入数据和程序本身），那你就知道接下来甚至一直到结束它的运行流程。
对于事件驱动型程序模型，它的流程大致如下：
开始--->初始化--->等待
与上面传统编程模式不同，事件驱动程序在启动之后，就在那等待，等待什么呢？等待被事件触发。传统编程下也有“等待”的时候，比如在代码块D中，你定义了一个input()，需要用户输入数据。但这与下面的等待不同，传统编程的“等待”，比如input()，你作为程序编写者是知道或者强制用户输入某个东西的，或许是数字，或许是文件名称，如果用户输入错误，你还需要提醒他，并请他重新输入。事件驱动程序的等待则是完全不知道，也不强制用户输入或者干什么。只要某一事件发生，那程序就会做出相应的“反应”。这些事件包括：输入信息、鼠标、敲击键盘上某个键还有系统内部定时器触发。
事件驱动模型在前端的时候会大量的使用这个概念。
事件驱动模型也是一种编程思想
如 面向过程，面向对象 ，面向函数这些都是编程思想
事件驱动的执行流程，
- 1内部维护一个事件列表 ，
- 2当发生一个事件就从列表appent一个事件，
- 3 有一个线程一直从事件列表取事件，然后执行对应事件的函数
2：IO模型前戏准备
在进行解释之前，首先要说明几个概念：
- 用户空间和内核空间
- 进程切换
- 进程的阻塞
- 文件描述符
- 缓存 I/O
3.IO模型
一、阻塞IO模型
在linux中，默认情况下所有的socket都是blocking，一个典型的读操作流程大概是这样：
解析：当socket—server应用程序发送accept进行了系统调用就一直阻塞住整个程序，直到有人链接为止。
大白话 ：
阻塞IO 去车站买票一直排队阻塞，直到买到票为止
##########server############ import socket sk = socket.socket() sk.bind(('127.0.0.1',8001)) sk.listen(5) while 1 : conn,addr = sk.accept() ##阻塞住 while 1 : data = conn.recv(1024) ##阻塞住 ##########client######### import socket cs = socket.socket() cs.connect(('127.0.0.1',8001)) while 1: data = input('plz input something:') cs.send(b'%s'%data)
二、 non-blocking IO（非阻塞IO）
linux下，可以通过设置socket使其变为non-blocking。当对一个non-blocking socket执行读操作时，流程是这个样子：
大白话：
非阻塞IO 去车站买票车站进行排号，每隔一段时间回来看是不是轮到自己了，每一次间隔的时间就可以去做其他的事情了。
存在缺点:
- 每一次去内存看数据是否存在，发了太多的系统调用了
- 数据没有实时。
import time import socket sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) sk.setsockopt sk.bind(('127.0.0.1',6667)) sk.listen(5) sk.setblocking(False) ##通过设置setblocking(False)就不会进行阻塞，去执行下面的else代码 while True: try: print ('waiting client connection .......') connection,address = sk.accept() # 进程主动轮询 print("+++",address) client_messge = connection.recv(1024) print(str(client_messge,'utf8')) connection.close() except Exception as e: print (e) time.sleep(4) #############################client import time import socket sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) while True: sk.connect(('127.0.0.1',6667)) print("hello") sk.sendall(bytes("hello","utf8")) time.sleep(2) break
三、IO multiplexing（IO多路复用）
IO多路复用有三种实现方式：优势 同时可以监听多个对象
- select
- poll
- epoll
流程是这个样子：
#***********************server.py import socket import select sk=socket.socket() sk.bind(("127.0.0.1",8801)) sk.listen(5) inputs=[sk,] while True: r,w,e=select.select(inputs,[],[],5) print(len(r)) for obj in r: if obj==sk: conn,add=obj.accept() print(conn) inputs.append(conn) else: data_byte=obj.recv(1024) print(str(data_byte,'utf8')) inp=input('回答%s号客户>>>'%inputs.index(obj)) obj.sendall(bytes(inp,'utf8')) print('>>',r) #***********************client.py import socket sk=socket.socket() sk.connect(('127.0.0.1',8801)) while True: inp=input(">>>>") sk.sendall(bytes(inp,"utf8")) data=sk.recv(1024) print(str(data,'utf8'))
r,w,e=select.select([sk,],[],[],5) ##四个参数分别是监听列表、输出列表、错误列表 5代表：就监听5秒钟，
select和阻塞IO 一样都是去进行阻塞，不过阻塞的方式不一样，select可以阻塞并监听多个的对象，当对象发生变化的时候，
对应的i 就是发生变化的对象，而且注意的select是通过水平触发的方式去发现对象是否改变。
三种多路复用的说明：
select、poll、epoll 都是IO多路复用的实现，select在unix、windows、linux 都可以用。而windows只能用select
select监听的对象最大不能超过1024 个；
而poll相当于是提高了监听的对象而已；
而epoll 是根本上解决了；
select 和 epoll 的大白话，
select ：考试结束交卷，要交卷拍一下桌子，而老师不知道到底是哪个 要交卷，就需要依次的遍历一个个的问过去。效率太低
epoll： 你们不管是谁要交卷，不要拍桌子了，你自报家门 说：我小虎要交卷，就直接找到了小虎收试卷。
知识点：触发方式
1：水平触发
水平触发:也就是只有高电平(1)或低电平(0)时才触发通知,只要在这两种状态就能得到通知.
上面提到的只要有数据可读(描述符就绪)那么水平触发的epoll就立即返回.
2：边缘触发
边缘触发:只有电平发生变化(高电平到低电平,或者低电平到高电平)的时候才触发通知.上面提到即使有数据
可读,但是没有新的IO活动到来,epoll也不会立即返回.
四、 Asynchronous I/O（异步IO）
异步IO的最大特点就是全程无阻塞。
linux下的asynchronous IO其实用得很少。先看一下它的流程：
大白话：
异步 就相当于你打了一个电话，说你要票，然后你就可以去干别的，直到系统打电话给你说 票到了，并把票送到你的手上。
四种IO模型的比较：
分析：
阻塞IO全程都在阻塞;
非阻塞IO只是在数据来了，才进行阻塞等待数据 ;
IO多道模型，相当于也是阻塞的，只不过是select去阻塞，且可以进行监听多个的对象。
异步IO 全程没有一丝的阻塞。
