1. IO多路復(fù)用

O多路復(fù)用技術(shù)是使用一個(gè)可以同時(shí)監(jiān)視多個(gè)IO阻塞的中間人去監(jiān)視這些不同的IO對(duì)象，這些被監(jiān)視的任何一個(gè)或多個(gè)IO對(duì)象有消息返回，都將會(huì)觸發(fā)這個(gè)中間人將這些有消息IO對(duì)象返回，以供獲取他們的消息。

使用IO多路復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)在于，進(jìn)程在單線程的情況下同樣可以同時(shí)處理多個(gè)IO阻塞。與傳統(tǒng)的多線程/多進(jìn)程模型比，I/O多路復(fù)用系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)小，系統(tǒng)不需要?jiǎng)?chuàng)建新的進(jìn)程或者線程，也不需要維護(hù)這些進(jìn)程和線程的運(yùn)行，降底了系統(tǒng)的維護(hù)工作量，節(jié)省了系統(tǒng)資源，

Python提供了selector模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)IO多路復(fù)用。同時(shí)，不同的操作系統(tǒng)上，這中間人的可選則的類(lèi)型是不同的，目前常見(jiàn)的有，epoll, kqueue, devpoll, poll,select等；kqueue（BSD，mac支持），devpoll（solaris支持）和epoll的實(shí)現(xiàn)基本相同，epoll在Linux2.5+內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)，Windows系統(tǒng)只實(shí)現(xiàn)了select。

1.1. epoll,poll, select的比較

select和poll使用輪詢的方式去檢測(cè)監(jiān)視的所有IO是否有數(shù)據(jù)返回，需要不斷的遍歷每一個(gè)IO對(duì)象，這是一種費(fèi)時(shí)的操作，效率較低。poll優(yōu)于select的一點(diǎn)是select限制了最大監(jiān)視IO數(shù)為1024，這對(duì)于需要大量網(wǎng)絡(luò)IO連接的服務(wù)器來(lái)顯然是不夠的；而poll對(duì)于這個(gè)個(gè)數(shù)沒(méi)有限制。但是這同樣面臨問(wèn)題，在使用輪詢的方式監(jiān)視這些IO時(shí)，IO數(shù)越大，意味著每一次輪詢消耗的時(shí)間越多。效率也就越低，這是輪詢無(wú)法解決的問(wèn)題。

epoll就是為了解決這樣的問(wèn)題誕生的，首先他沒(méi)有最大的監(jiān)視的IO數(shù)的限制，并且沒(méi)有使用輪詢的方式去檢測(cè)這些IO，而是采用了事件通知機(jī)制和回調(diào)來(lái)獲取這些有消息返回的IO對(duì)象，只有“活躍”的IO才會(huì)主動(dòng)的去調(diào)用callback函數(shù)。這個(gè)IO將會(huì)直接被處理而不需要輪詢。

2. selector模塊的基本使用

import selectors
import socket

# 創(chuàng)建一個(gè)socketIO對(duì)象，監(jiān)聽(tīng)后將可以接受請(qǐng)求消息了
sock = socket.socket()
sock.bind(("127.0.0.1", 80))
sock.listen()

slt = selectors.DefaultSelector()  # 使用系統(tǒng)默認(rèn)selector，Windows為select，linux為epoll
# 將這個(gè)socketIO對(duì)象加入到，select中監(jiān)視
slt.register(fileobj=sock, events=selectors.EVENT_READ, data=None)

# 循環(huán)處理消息
while True:
    # select方法：輪詢這個(gè)selector，當(dāng)有至少一個(gè)IO對(duì)象有消息返回時(shí)候，將會(huì)返回這個(gè)有消息的IO對(duì)象
    ready_events = slt.select(timeout=None)
    print(ready_events)     # 準(zhǔn)備好的IO對(duì)象們
    break

ready_events 為一個(gè)列表（代表注冊(cè)到這個(gè)select中的所有的有數(shù)據(jù)可接收IO對(duì)象），列表中的每一個(gè)元組為：

SelectorKey對(duì)象：

• fileobj:注冊(cè)的socket對(duì)象
• fd:文件描述符
• data:注冊(cè)時(shí)我們傳入的參數(shù)，可以是任意值，綁定到一個(gè)屬性上，方便之后使用。
  

mask值

• EVENT_READ ： 表示可讀的； 它的值其實(shí)是1；
• EVENT_WRITE： 表示可寫(xiě)的； 它的值其實(shí)是2；
• 或者二者的組合

例如：

[(SelectorKey(fileobj=<socket.socket fd=456, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 80)>, fd=456, events=1, data=None),
    1)]

處理這個(gè)請(qǐng)求，只需要使用該socket對(duì)應(yīng)方法即可，該socket用于接收請(qǐng)求的連接，使用accept方法就可以處理這個(gè)請(qǐng)求。

當(dāng)接受請(qǐng)求之后，又將會(huì)產(chǎn)生新的客戶端，我們將其放入selector中一并監(jiān)視，當(dāng)有消息來(lái)時(shí)，如果是連接請(qǐng)求，handle_request()函數(shù)處理，如果是客戶端的消息，handle_client_msg()函數(shù)處理。

對(duì)于select中有兩類(lèi)socket，所以我們需要判斷被激活后返回的socket是哪一種，再調(diào)用不同的函數(shù)做不同的請(qǐng)求。如果這個(gè)select中的socket種類(lèi)有很多，將無(wú)法如此判斷。解決辦法就是將處理函數(shù)綁定到對(duì)應(yīng)的selectkey對(duì)象中，可以使用data參數(shù)。

def handle_request(sock:socket.socket, mask):    # 處理新連接
    conn, addr = sock.accept()
    conn.setblocking(False)  # 設(shè)定非阻塞
    slt.register(conn, selector.EVENT_READ, data=handle_client_msg)

def handle_client_msg(sock:socket.socket, mask)  # 處理消息
    data = sock.recv()
    print(data.decode())

sock = socket.socket()
sock.bind(("127.0.0.1", 80))
sock.listen()

slt = selectors.DefaultSelector()
slt.register(fileobj=sock, events=selectors.EVENT_READ, data=handle_request)

while True:
    ready_events = slt.select(timeout=None)
    for event, mask in ready_events:
        event.data(event.fileobj, mask)
        # 不同的socket有不同data函數(shù)，使用自己綁定的data函數(shù)調(diào)用，再將自己的socket作為參數(shù)。就可以處理不同類(lèi)型的socket。

上面使用data很好的解決了上面問(wèn)題，但是需要注意，綁定到data屬性上函數(shù)（或者說(shuō)可調(diào)用對(duì)象）最終會(huì)使用event.data(event.fileobj)的方式調(diào)用，這些函數(shù)接受的參數(shù)應(yīng)該相同。

到此這篇關(guān)于Python多路復(fù)用selector模塊的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python selector模塊內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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