python--Selectors模块/队列

Selectors模块/队列

一 Selectors模块

IO多路复用实现机制

Win: select

Linux：select（效率低）  poll  epoll（最好）默认选择epoll

select缺点：

1 每次调用select都要讲所有的fd（文件描述符）拷贝到内核空间导致效率下降；

2 遍历所有fd，是否有数据访问（最重要的问题）；

3 最大连接数（1024）。

Poll缺点：

1 最大连接数没有限制。

epoll：

通过三个函数实现：

1 第一个函数：创建epoll句柄：将所有的fd（文件描述符）拷贝到内核空间，但是只需拷贝一次；

2 回调函数：某一个函数或者某一个动作成功完成之后，会触发的函数；

  为所有的fd绑定一个回调函数，一旦有数据访问，触发该回调函数，回调函数将fd放到列表中。

3 第三个函数 判断列表是否为空

最大连接数没有上限

selectors：

#服务端
import selectors
import socket
sock=socket.socket()

sock.bind(("127.0.0.1",8000))
sock.listen(5)
sock.setblocking(False)

sel=selectors.DefaultSelector()  ##根据具体平台选择最佳IO多路机制，比如在linux，选择epoll

def read(conn,mask):
    try:
        data=conn.recv(1024)
        print(data.decode("utf8"))
        msg=input(">>")
        conn.send(msg.encode("utf8"))
    except Exception:
        sel.unregister(conn)
def accept(sock,mask):
    conn,addr=sock.accept()
    sel.register(conn,selectors.EVENT_READ,read)
sel.register(sock,selectors.EVENT_READ,accept) #注册事件
while True:
    print("waiting......")
    events=sel.select() #监听  [（key，mask）]
    for key,mask in events:
        print(key.data)
        print(key.fileobj)
        func=key.data  #拿到的是函数
        obj=key.fileobj  #拿到的是sock对象文件描述符（fd）
        func(obj,mask)


#客户端
import socket
sock=socket.socket()
sock.connect(("127.0.0.1",8000))
while True:
    msg=input('>>')
    sock.send(msg.encode('utf8'))
    data=sock.recv(1024)
    print(data.decode('utf8'))

　

二 队列

queue特点（线程是安全），也是数据类型

'''

创建一个“队列”对象

import Queue
q = Queue.Queue(maxsize = 10)
Queue.Queue类即是一个队列的同步实现。队列长度可为无限或者有限。可通过Queue的构造函数的可选参数
maxsize来设定队列长度。如果maxsize小于1就表示队列长度无限。

将一个值放入队列中
q.put(10)
调用队列对象的put()方法在队尾插入一个项目。put()有两个参数，第一个item为必需的，为插入项目的值；
第二个block为可选参数，默认为
1。如果队列当前为空且block为1，put()方法就使调用线程暂停,直到空出一个数据单元。如果block为0，
put方法将引发Full异常。

将一个值从队列中取出
q.get()
调用队列对象的get()方法从队头删除并返回一个项目。可选参数为block，默认为True。如果队列为空且
block为True，get()就使调用线程暂停，直至有项目可用。如果队列为空且block为False，队列将引发Empty异常。

'''

默认（先进先出）（FIFO）　　

import queue
q=queue.PriorityQueue()
q.put(111)
q.put(222)
q.put(333)

print(q.get())
print(q.get())
print(q.get())

执行结果：
111
222
333

先进后出（lifo last in first out）　　

import queue
q=queue.LifoQueue()
q.put(111)
q.put(222)
q.put(333)
print(q.get())

执行结果：
333

优先级

import queue
q=queue.PriorityQueue()
q.put([4,"hello3"])
q.put([1,"hello"])
q.put([3,"hello1"])

while True:
    data=q.get()
    print(data)


执行结果：
[1, 'hello']
[3, 'hello1']
[4, 'hello3']

join与task_done方法

join()阻塞进程，直到所有任务完成，需要配合另一个task_done。

task_done()表示某个任务完成。每一条get语句后需要一条task_done。

import queue
q=queue.Queue(5)
q.put(111)
q.put(222)
print(q.get())
q.task_done()
print(q.get())
q.task_done()

q.join()
print("ending")
执行结果：
111
222
ending

　　

三 生产者模型

生产者消费者模式是通过一个容器来解决生产者和消费者的强藕和问题，生产者和消费者彼此之间不直接通讯，而通过阻塞队列来进行通讯，所以生产者生产完数据之后不用等待消费者处理，直接扔给阻塞队列，消费者不找生产者要数据，而是直接从阻塞队列里取，阻塞队列就相当于一个缓冲区，平衡了生产者和消费者的处理能力。

import time,random
import queue,threading

q = queue.Queue()

def Producer(name):
  count = 0
  while count <10:
    print("making........")
    time.sleep(random.randrange(3))
    q.put(count)
    print('Producer %s has produced %s baozi..' %(name, count))
    count +=1
    #q.task_done()
    #q.join()
    print("ok......")
def Consumer(name):
  count = 0
  while count <10:
    time.sleep(random.randrange(4))
    if not q.empty():
        data = q.get()
        #q.task_done()
        #q.join()
        print(data)
        print('\033[32;1mConsumer %s has eat %s baozi...\033[0m' %(name, data))
    else:
        print("-----no baozi anymore----")
    count +=1

p1 = threading.Thread(target=Producer, args=('A',))
c1 = threading.Thread(target=Consumer, args=('B',))
# c2 = threading.Thread(target=Consumer, args=('C',))
# c3 = threading.Thread(target=Consumer, args=('D',))
p1.start()
c1.start()
# c2.start()
# c3.start()