Python如何發(fā)送與接收大型數(shù)組

更新時(shí)間：2020年08月07日 09:02:55 作者：David Beazley

這篇文章主要介紹了Python如何發(fā)送與接收大型數(shù)組，文中講解非常細(xì)致，代碼幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)，感興趣的朋友可以了解下

問(wèn)題

你要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送和接受連續(xù)數(shù)據(jù)的大型數(shù)組，并盡量減少數(shù)據(jù)的復(fù)制操作。

解決方案

下面的函數(shù)利用 memoryviews 來(lái)發(fā)送和接受大數(shù)組：

# zerocopy.py

def send_from(arr, dest):
  view = memoryview(arr).cast('B')
  while len(view):
    nsent = dest.send(view)
    view = view[nsent:]

def recv_into(arr, source):
  view = memoryview(arr).cast('B')
  while len(view):
    nrecv = source.recv_into(view)
    view = view[nrecv:]

為了測(cè)試程序，首先創(chuàng)建一個(gè)通過(guò)socket連接的服務(wù)器和客戶(hù)端程序：

>>> from socket import *
>>> s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
>>> s.bind(('', 25000))
>>> s.listen(1)
>>> c,a = s.accept()
>>>

在客戶(hù)端（另外一個(gè)解釋器中）：

>>> from socket import *
>>> c = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
>>> c.connect(('localhost', 25000))
>>>

本節(jié)的目標(biāo)是你能通過(guò)連接傳輸一個(gè)超大數(shù)組。這種情況的話(huà)，可以通過(guò) array 模塊或 numpy 模塊來(lái)創(chuàng)建數(shù)組：

# Server
>>> import numpy
>>> a = numpy.arange(0.0, 50000000.0)
>>> send_from(a, c)
>>>

# Client
>>> import numpy
>>> a = numpy.zeros(shape=50000000, dtype=float)
>>> a[0:10]
array([ 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.])
>>> recv_into(a, c)
>>> a[0:10]
array([ 0., 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.])
>>>

討論

在數(shù)據(jù)密集型分布式計(jì)算和平行計(jì)算程序中，自己寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送/接受大量數(shù)據(jù)并不常見(jiàn)。不過(guò)，要是你確實(shí)想這樣做，你可能需要將你的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成原始字節(jié)，以便給低層的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)使用。你可能還需要將數(shù)據(jù)切割成多個(gè)塊，因?yàn)榇蟛糠趾途W(wǎng)絡(luò)相關(guān)的函數(shù)并不能一次性發(fā)送或接受超大數(shù)據(jù)塊。

一種方法是使用某種機(jī)制序列化數(shù)據(jù)——可能將其轉(zhuǎn)換成一個(gè)字節(jié)字符串。不過(guò)，這樣最終會(huì)創(chuàng)建數(shù)據(jù)的一個(gè)復(fù)制。就算你只是零碎的做這些，你的代碼最終還是會(huì)有大量的小型復(fù)制操作。

本節(jié)通過(guò)使用內(nèi)存視圖展示了一些魔法操作。本質(zhì)上，一個(gè)內(nèi)存視圖就是一個(gè)已存在數(shù)組的覆蓋層。不僅僅是那樣，內(nèi)存視圖還能以不同的方式轉(zhuǎn)換成不同類(lèi)型來(lái)表現(xiàn)數(shù)據(jù)。這個(gè)就是下面這個(gè)語(yǔ)句的目的：

view = memoryview(arr).cast('B')

它接受一個(gè)數(shù)組 arr并將其轉(zhuǎn)換為一個(gè)無(wú)符號(hào)字節(jié)的內(nèi)存視圖。這個(gè)視圖能被傳遞給socket相關(guān)函數(shù)，比如 socket.send() 或 send.recv_into() 。在內(nèi)部，這些方法能夠直接操作這個(gè)內(nèi)存區(qū)域。例如，sock.send() 直接從內(nèi)存中發(fā)生數(shù)據(jù)而不需要復(fù)制。 send.recv_into() 使用這個(gè)內(nèi)存區(qū)域作為接受操作的輸入緩沖區(qū)。

剩下的一個(gè)難點(diǎn)就是socket函數(shù)可能只操作部分?jǐn)?shù)據(jù)。通常來(lái)講，我們得使用很多不同的 send() 和 recv_into() 來(lái)傳輸整個(gè)數(shù)組。不用擔(dān)心，每次操作后，視圖會(huì)通過(guò)發(fā)送或接受字節(jié)數(shù)量被切割成新的視圖。新的視圖同樣也是內(nèi)存覆蓋層。因此，還是沒(méi)有任何的復(fù)制操作。

這里有個(gè)問(wèn)題就是接受者必須事先知道有多少數(shù)據(jù)要被發(fā)送，以便它能預(yù)分配一個(gè)數(shù)組或者確保它能將接受的數(shù)據(jù)放入一個(gè)已經(jīng)存在的數(shù)組中。如果沒(méi)辦法知道的話(huà)，發(fā)送者就得先將數(shù)據(jù)大小發(fā)送過(guò)來(lái)，然后再發(fā)送實(shí)際的數(shù)組數(shù)據(jù)。

以上就是Python如何發(fā)送與接收大型數(shù)組的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python發(fā)送接收大型數(shù)組的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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