PythonStudy——epoll 模块实现异步IO模型
与select模块实现的IO模型对比
1.select,需要遍历socket列表,频繁的对等待队列进行添加移除操作,
2.数据到达后还需要给变量所有socket才能获知哪些socket有数据
两个操作消耗的时间随着要监控的socket的数量增加而大大增加,
处于效率考虑才规定了最大只能监视1024个socket
epoll要解决的问题
1.避免频繁的对等待队列进行操作
2.避免遍历所有socket
对于第一个问题
我们先看select的处理方式
while True: r_list,w_list,x_list = select.select(rlist,wlist,xlist,0.5)
# 这里的0.5是指select每0.5秒轮询一次对应的套接字有没有准备好
每次处理完一次读写后,都需要将所用过冲重复一遍,包括移除进程,添加进程,默认就会将进程添加到等待队列,并阻塞住进程,然而等待队列的更新操作并不频繁,
所以对于第一个问题
epoll采取的方案是,将对等待队列的维护和阻塞进程这两个操作进行拆分!!!
相关代码如下
import socket,select server = socket.socket() server.bind(("127.0.0.1",1688)) server.listen(5) #创建epoll事件对象，后续要监控的事件添加到其中 epoll = select.epoll() #注册服务器监听fd到等待读事件集合 epoll.register(server.fileno(), select.EPOLLIN) # 等待事件发生 while True: for sock,event in epoll.poll(): pass ``` # 在epoll中register 与 unregister函数用于维护等待队列 # epoll.poll则用于阻塞进程
这样一来就避免了 每次处理都需要重新操作等待队列的问题
对于第二个问题
select中进程无法获知哪些socket是有数据的所以需要遍历
epol为了解决这个问题,在内核中维护了一个就绪列表,
1.创建epoll对象,epoll也会对应一个文件,由文件系统管理
2.执行register时,将epoll对象 添加到socket的等待队列中
3.数据到达后,CPU执行中断程序,将数据copy给socket
4.在epoll中,中断程序接下来会执行epoll对象中的回调函数,传入就绪的socket对象
5.将socket,添加到就绪列表中
6.唤醒epoll等待队列中的进程
进程唤醒后,由于存在就绪列表,所以不需要再遍历socket了,直接处理就绪列表即可
解决了这两个问题后,并发量得到大幅度提升,最大可同时维护上万级别的socket
epoll相关函数
import select 导入select模块
epoll = select.epoll() 创建一个epoll对象
epoll.register(文件句柄,事件类型) 注册要监控的文件句柄和事件
事件类型:
select.EPOLLIN 可读事件
select.EPOLLOUT 可写事件
select.EPOLLERR 错误事件
select.EPOLLHUP 客户端断开事件
epoll.unregister(文件句柄) 销毁文件句柄
epoll.poll(timeout) 当文件句柄发生变化，则会以列表的形式主动报告给用户进程
timeout为超时时间，默认为-1，即一直等待直到文件句柄发生变化，如果指定为1,那么epoll每1秒汇报一次当前文件句柄的变化情况，如果无变化则返回空
epoll.fileno() 返回epoll的控制文件描述符(Return the epoll control file descriptor)
epoll.modfiy(fineno,event) fineno为文件描述符 event为事件类型 作用是修改文件描述符所对应的事件
epoll.fromfd(fileno) 从1个指定的文件描述符创建1个epoll对象
epoll.close() 关闭epoll对象的控制文件描述符
案例
客户端代码
#coding:utf-8 #客户端 #创建客户端socket对象 import socket clientsocket=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #服务端IP地址和端口号元组 server_address = ('127.0.0.1',1688) #客户端连接指定的IP地址和端口号 clientsocket.connect(server_address) while True: #输入数据 data = raw_input('please input:') if data == "q": break if not data: continue #客户端发送数据 clientsocket.send(data.encode("utf-8")) #客户端接收数据 server_data = clientsocket.recv(1024) print ('客户端收到的数据：',server_data) #关闭客户端socket clientsocket.close()
服务器代码
# coding:utf-8
import socket, select
server = socket.socket()
server.bind(("127.0.0.1", 1688))
server.listen(5)
msgs = []
fd_socket = {server.fileno(): server}
epoll = select.epoll()
# 注册服务器的 写就绪
epoll.register(server.fileno(), select.EPOLLIN)
while True:
for fd, event in epoll.poll():
sock = fd_socket[fd]
print(fd, event)
# 返回的是文件描述符 需要获取对应socket
if sock == server: # 如果是服务器 就接受请求
client, addr = server.accept()
# 注册客户端写就绪
epoll.register(client.fileno(), select.EPOLLIN)
# 添加对应关系
fd_socket[client.fileno()] = client
# 读就绪
elif event == select.EPOLLIN:
data = sock.recv(2018)
if not data:
# 注销事件
epoll.unregister(fd)
# 关闭socket
sock.close()
# 删除socket对应关系
del fd_socket[fd]
print(" somebody fuck out...")
continue
print(data.decode("utf-8"))
# 读完数据 需要把数据发回去所以接下来更改为写就绪=事件
epoll.modify(fd, select.EPOLLOUT)
#记录数据
msgs.append((sock,data.upper()))
elif event == select.EPOLLOUT:
for item in msgs[:]:
if item[0] == sock:
sock.send(item[1])
msgs.remove(item)
# 切换关注事件为写就绪
epoll.modify(fd,select.EPOLLIN)
