Python?異步之非阻塞流使用示例詳解
1. 異步流
asyncio 的一個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?shù)臅r候暫停。完成后,可以關閉套接字。
異步流功能是低級的,這意味著必須手動實現(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 服務器交互的 HTTP 或 HTTPS
- 用于與電子郵件服務器交互的 SMTP
- 用于與文件服務器交互的 FTP。
這些流還可用于創(chuàng)建服務器以使用標準協(xié)議處理請求,或開發(fā)您自己的特定于應用程序的協(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。
這是一個必須等待的協(xié)程,一旦套接字連接打開就會返回。
該函數(shù)返回用于與套接字交互的 StreamReader 和 StreamWriter 對象。
... # 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。兩個必需的參數(shù)是主機和端口。
host 是一個字符串,指定要連接的服務器,例如域名或 IP 地址。
port為socket端口號,如HTTP服務器為80,HTTPS服務器為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)設置為 True 來實現(xiàn)。
... # open a connection to an https server reader, writer = await asyncio.open_connection('www.google.com', 443, ssl=True)
3. 如何啟動服務器
可以使用 asyncio.start_server() 函數(shù)打開 asyncio TCP 服務器套接字。這是一個必須等待的協(xié)程。
該函數(shù)返回一個代表正在運行的服務器的 asyncio.Server 對象。
... # start a tcp server server = await asyncio.start_server(...)
三個必需的參數(shù)是回調函數(shù)、主機和端口?;卣{函數(shù)是一個由名稱指定的自定義函數(shù),每次客戶端連接到服務器時都會調用該函數(shù)。
主機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,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Coroutine,將暫停呼叫者,直到傳輸字節(jié)并準備好插座為止。
... # 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)。如果您知道下一個響應的預期字節(jié)數(shù),這可能會有所幫助。
... # 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準協(xié)議時很有用。
... # read a line data byte_line = await reader.readline()
此外,還有一個 readexactly() 方法來讀取確切數(shù)量的字節(jié),否則會引發(fā)異常,還有一個 readuntil() 方法將讀取字節(jié),直到讀取字節(jié)形式的指定字符。
6. 如何關閉連接
可以通過 asyncio.StreamWriter 關閉套接字??梢哉{用 close() 方法來關閉套接字。此方法不會阻塞。
... # close the socket writer.close()
雖然 close() 方法不會阻塞,但我們可以等待套接字完全關閉后再繼續(xù)。這可以通過 wait_closed() 方法來實現(xiàn)。這是一個可以等待的協(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)關閉或正在關閉。
... # check if the socket is closed or closing if writer.is_closing(): # ...
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