Python?異步之非阻塞流使用示例詳解
1. 異步流
asyncio 的一個(gè)主要好處是能夠使用非阻塞流。
Asyncio 提供非阻塞 I/O 套接字編程。這是通過流提供的。
可以打開提供對(duì)流寫入器和流寫入器的訪問的套接字。然后可以使用協(xié)同程序從流中寫入和讀取數(shù)據(jù),并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候暫停。完成后,可以關(guān)閉套接字。
異步流功能是低級(jí)的,這意味著必須手動(dòng)實(shí)現(xiàn)所需的任何協(xié)議。
這可能包括常見的 Web 協(xié)議,例如:
- 用于與 Web 服務(wù)器交互的 HTTP 或 HTTPS
- 用于與電子郵件服務(wù)器交互的 SMTP
- 用于與文件服務(wù)器交互的 FTP。
這些流還可用于創(chuàng)建服務(wù)器以使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議處理請(qǐng)求,或開發(fā)您自己的特定于應(yīng)用程序的協(xié)議。
現(xiàn)在我們知道什么是異步流,讓我們看看如何使用它們。
2. 如何打開連接
可以使用 asyncio.open_connection() 函數(shù)打開 asyncio TCP 客戶端套接字連接。
這是一個(gè)必須等待的協(xié)程,一旦套接字連接打開就會(huì)返回。
該函數(shù)返回用于與套接字交互的 StreamReader 和 StreamWriter 對(duì)象。
... # open a connection reader, writer = await asyncio.open_connection(...)
asyncio.open_connection() 函數(shù)采用許多參數(shù)來配置套接字連接。兩個(gè)必需的參數(shù)是主機(jī)和端口。
host 是一個(gè)字符串,指定要連接的服務(wù)器,例如域名或 IP 地址。
port為socket端口號(hào),如HTTP服務(wù)器為80,HTTPS服務(wù)器為443,SMTP為23等。
... # open a connection to an http server reader, writer = await asyncio.open_connection('www.google.com', 80)
通過 SSL 協(xié)議支持加密套接字連接。最常見的例子可能是正在取代 HTTP 的 HTTPS。這可以通過將“ssl”參數(shù)設(shè)置為 True 來實(shí)現(xiàn)。
... # open a connection to an https server reader, writer = await asyncio.open_connection('www.google.com', 443, ssl=True)
3. 如何啟動(dòng)服務(wù)器
可以使用 asyncio.start_server() 函數(shù)打開 asyncio TCP 服務(wù)器套接字。這是一個(gè)必須等待的協(xié)程。
該函數(shù)返回一個(gè)代表正在運(yùn)行的服務(wù)器的 asyncio.Server 對(duì)象。
... # start a tcp server server = await asyncio.start_server(...)
三個(gè)必需的參數(shù)是回調(diào)函數(shù)、主機(jī)和端口。回調(diào)函數(shù)是一個(gè)由名稱指定的自定義函數(shù),每次客戶端連接到服務(wù)器時(shí)都會(huì)調(diào)用該函數(shù)。
主機(jī)是客戶端將指定連接的域名或 IP 地址。端口是接收連接的套接字端口號(hào),例如 21 用于 FTP 或 80 用于 HTTP。
# handle connections async def handler(reader, writer): # ... ... # start a server to receive http connections server = await asyncio.start_server(handler, '127.0.0.1', 80)
4. 如何使用 StreamWriter 寫入數(shù)據(jù)
我們可以使用 asyncio.StreamWriter 將數(shù)據(jù)寫入套接字。數(shù)據(jù)以字節(jié)形式寫入??梢允褂?write() 方法將字節(jié)數(shù)據(jù)寫入套接字。
... # write byte data writer.write(byte_data)
或者,可以使用 writelines() 方法寫入組織成列表或可迭代的多“行”字節(jié)數(shù)據(jù)。
... # write lines of byte data writer.writelines(byte_lines)
寫入數(shù)據(jù)塊或掛起調(diào)用協(xié)程的方法都沒有。寫入字節(jié)數(shù)據(jù)后,最好通過 drain() 方法清空套接字。這是一個(gè)Coroutine,將暫停呼叫者,直到傳輸字節(jié)并準(zhǔn)備好插座為止。
... # write byte data writer.write(byte_data) # wait for data to be transmitted await writer.drain()
5. 如何使用 StreamReader 讀取數(shù)據(jù)
我們可以使用 asyncio.StreamReader 從套接字讀取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以字節(jié)格式讀取,因此字符串在使用前可能需要進(jìn)行編碼。所有讀取方法都是必須等待的協(xié)程。
可以通過 read() 方法讀取任意數(shù)量的字節(jié),該方法將一直讀取到文件末尾 (EOF)。
... # read byte data byte_data = await reader.read()
此外,可以通過“n”參數(shù)指定要讀取的字節(jié)數(shù)。如果您知道下一個(gè)響應(yīng)的預(yù)期字節(jié)數(shù),這可能會(huì)有所幫助。
... # read byte data byte_data = await reader.read(n=100)
可以使用 readline() 方法讀取單行數(shù)據(jù)。這將返回字節(jié),直到遇到換行符“\n”或 EOF。
這在閱讀使用文本行操作的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議時(shí)很有用。
... # read a line data byte_line = await reader.readline()
此外,還有一個(gè) readexactly() 方法來讀取確切數(shù)量的字節(jié),否則會(huì)引發(fā)異常,還有一個(gè) readuntil() 方法將讀取字節(jié),直到讀取字節(jié)形式的指定字符。
6. 如何關(guān)閉連接
可以通過 asyncio.StreamWriter 關(guān)閉套接字。可以調(diào)用 close() 方法來關(guān)閉套接字。此方法不會(huì)阻塞。
... # close the socket writer.close()
雖然 close() 方法不會(huì)阻塞,但我們可以等待套接字完全關(guān)閉后再繼續(xù)。這可以通過 wait_closed() 方法來實(shí)現(xiàn)。這是一個(gè)可以等待的協(xié)程。
... # close the socket writer.close() # wait for the socket to close await writer.wait_closed()
我們可以通過 is_closing() 方法檢查套接字是否已經(jīng)關(guān)閉或正在關(guān)閉。
... # check if the socket is closed or closing if writer.is_closing(): # ...
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