使用Python的Twisted框架實現(xiàn)一個簡單的服務(wù)器
預(yù)覽
twisted是一個被設(shè)計的非常靈活框架以至于能夠讓你寫出非常強大的服務(wù)器。這種靈活的代價是需要好通過好幾個層次來實現(xiàn)你的服務(wù)器, 本文檔描述的是Protocol層,你將在這個層次中執(zhí)行協(xié)議的分析和處理,如果你正在執(zhí)行一個應(yīng)用程序,那么你應(yīng)該在讀過top level的為twisted寫插件一節(jié)中的怎樣開始寫twisted應(yīng)用程序之后閱讀本章。這個文檔只是和TCP,SSL和Unix套接字服務(wù)器有關(guān),同時也將有另一份文檔專門講解UDP。
你的協(xié)議處理類通常是twisted.internet.protocol.Protocol的子類。許多協(xié)議處理繼承于該類或者比該類更加方便的該類的子類。一個protocol類的實例可能反復(fù)連接,也可能在連接關(guān)閉之后銷毀。這就意味著這些持續(xù)不斷的配置信息不是保存在Protocol中。
這些持久性的配置被保存在工廠(Factory)類中,這些工廠類通常繼承至twisted.internet.protocol.Factory,默認(rèn) 的工廠類僅僅是實例化每個Protocol,然后設(shè)置他們的factory屬性為這個默認(rèn)的工廠實例本身。這就讓每個Protocol都被存儲,然后可能 修改,于是這樣就形成了Protocol的持久性。
通常為多個端口或網(wǎng)絡(luò)地址提供相同的服務(wù)是非常有用的。這就是為什么Factory不監(jiān)聽連接,并且實際上它不知道關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的任何事情???twisted.internet.interfaces.IReactorTCP.listenTCP,另一個IReactor*.listen*獲得 更多的信息。
本文檔將要講解各個步驟。
Protocol
如上所述,這里將通過更多代碼的輔助類和函數(shù)來了解它。一個twisted protocl通過異步方式處理數(shù)據(jù)。這就意味著protocol從不等待任何事件。相反的是在事件通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)的時候作出響應(yīng)。
from twisted.internet.protocol import Protocol class Echo(Protocol): def dataReceived(self,data): self.transport.writed(data)
這是個非常簡單的協(xié)議處理,僅僅是在獲得數(shù)據(jù)的事件中簡單的將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送回去,并沒有對所有的事件進(jìn)行響應(yīng)。這里有一個Protocol響應(yīng)其他事件的例子如下:
from twisted.internet.protocol import Protocol class QOTD(Protocol): def connectionMade(self): self.transport.write("An apple a day keeps the doctor away/r/n") self.transport.loseConnection()
本Protocl在一個已知的引用剛開始連接上來的時候作出響應(yīng),發(fā)送了一條消息,然后終止了連接connectionMade事件通常是在由于連接對象建立初始連接時觸發(fā),就像上面的QOTD類實際上是RFC865號文檔的一個協(xié)議基類connectionLost事件將在斷開連接的時候觸發(fā)。實例:
<span style="font-family: Monospaced; color: #0000a0;"><strong>PythonCode: </strong></span><table style="width: 100%; height: 20px;" align="center" bgcolor="#e3dfe3" border="1" bordercolor="#9da7ac" cellpadding="0" cellspacing="0"> <tbody><tr><td> <div class="textBackGround" style="font-family:Courier New;font-size:9pt;"><pre><span style="color: blue;">from</span> twisted.internet.protocol <span style="color: blue;">import</span> Protocol <span style="color: blue;">class</span> Echo(Protocol): <span style="color: blue;">def</span> connectionMade(self): self.factory.numProtocols = self.factory.numProtocols+1 <span style="color: blue;">if</span> self.factory.numProtocols > 100: self.transport.write(<span style="color: #ff44a2;">"Too many connections, <span style="color: blue;">try</span> later"</span>) self.transport.loseConnection() <span style="color: blue;">def</span> connectionLost(self, reason): self.factory.numProtocols = self.factory.numProtocols-1 <span style="color: blue;">def</span> dataReceived(self, data): self.transport.write(data)</pre> </div> </td> </tr> </tbody> </table>
本實例中,connectionMade和connectionLost相互協(xié)作工作以保持factory內(nèi)部的活動連接數(shù)量最多為100。每當(dāng)有用戶協(xié)議連接近來的時候,就先檢測factory內(nèi)部的活動連接數(shù),如果數(shù)量超過100,就發(fā)送連接數(shù)太多等下試的消息,然后斷開連接而connectionLost則在斷開一個協(xié)議的時候觸發(fā),減去factory內(nèi)部的協(xié)議數(shù)量。
Using the Protocol
在本節(jié),我將要講解怎樣簡單的去測試你的protocol。(想知道如何寫出一個好的twisted的服務(wù)器,請看 <a >Writing Plug-Ins<br> for Twisted</a>),這里有一個代碼將運行我們上面談?wù)摰腝OTD服務(wù)器:
<!-- .textBackGround {background-color: #F0F5FD;} --> <span style="font-family: Monospaced; color: #0000a0;"><strong>PythonCode: </strong></span><table style="width: 100%; height: 20px;" align="center" bgcolor="#e3dfe3" border="1" bordercolor="#9da7ac" cellpadding="0" cellspacing="0"> <tbody><tr><td> <div class="textBackGround" style="font-family:Courier New;font-size:9pt;"><pre><span style="color: blue;">from</span> twisted.internet.protocol <span style="color: blue;">import</span> Protocol, Factory <span style="color: blue;">from</span> twisted.internet <span style="color: blue;">import</span> reactor <span style="color: blue;">class</span> QOTD(Protocol): <span style="color: blue;">def</span> connectionMade(self): self.transport.write(<span style="color: #ff44a2;">"An apple a day keeps the doctor away/r/n"</span>) self.transport.loseConnection() <span style="color: green;"># Next lines are magic:</span> factory = Factory() factory.protocol = QOTD <span style="color: green;"># 8007 <span style="color: blue;">is</span> the port you want to run under. Choose something >1024</span> reactor.listenTCP(8007, factory) reactor.run()</pre> </div> </td> </tr> </tbody> </table>
不必?fù)?dān)心最后面的6條代碼,稍后你將會在本文檔中了解到他們。<br>
Helper Protocols
大部分protocols依賴于同類別的更低層次的超級類。最受歡迎的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是基于行,行通常是由CR_LF(回車換行組成)
然而,也有相當(dāng)一部分協(xié)議是混合的,他們具有線性的基本節(jié)點,也有原始數(shù)據(jù)節(jié)點,比如HTTP/1.1。
在這樣的情況下,我們可以使用LineReceiver,本協(xié)議類有兩個不同的事件處理方法,lineReceived和rawDataReceived
默認(rèn)情況下,只有l(wèi)ineReceived會被調(diào)用,每次讀取一行,然而如果setRawMode被調(diào)用,protocol將調(diào)用rawDataReceived
來處理直到setLineMode被調(diào)用。下面有一個簡單的例子說明如何使用lineReceiver:
PythonCode:
from twisted.protocols.basic import LineReceiver class Answer(LineReceiver): answers = {'How are you?': 'Fine', None : "I don't know what you mean"} def lineReceived(self, line): if self.answers.has_key(line): self.sendLine(self.answers[line]) else: self.sendLine(self.answers[None])
注意:界定符不是命令行的一部分
其他也有一些不流行的協(xié)議依然存在,比如netstring based 和 a prefixed-message-length
State Machines
許多twisted protocol handlers需要編寫一個狀態(tài)機(jī)來記錄他們當(dāng)前的狀態(tài),這里有幾點編寫狀態(tài)機(jī)的建議:
1、不要編寫大狀態(tài)機(jī),寧愿去實現(xiàn)一個抽象的狀態(tài)機(jī)類
2、使用python的動態(tài)性質(zhì)去創(chuàng)建沒有限制的狀態(tài)機(jī),比如SMTP客戶端
3、不要混合特定應(yīng)用程序代碼和協(xié)議處理代碼,當(dāng)協(xié)議處理器已經(jīng)提出一個特別的具體要求,保持它作為一個方法調(diào)用。
Factories(工廠類)
如前面所說,通常twisted.internet.protocol.Factory不必子類化就可以開始工作。然而有時候protocol需要具體的
特殊的工廠配置信息或其他需求,在這樣的情況下,就需要進(jìn)行子類化了。
對于Factory來說,他只是簡單的實例化特殊的 protocol協(xié)議類,實例化Factory,并且設(shè)置protocol屬性:
PythonCode:
from twisted.internet.protocol import Factory from twisted.protocols.wire import Echo myFactory = Factory() myFactory.protocol = Echo
如果需要簡單的去構(gòu)造一個有具體特殊信息的工廠類,那么一個factory函數(shù)是非常有用的:
PythonCode:
class QOTD(Protocol): def connectionMade(self): self.transport.write(self.factory.quote+'/r/n') self.transport.loseConnection() def makeQOTDFactory(quote=None): factory = Factory() factory.protocol = QOTD factory.quote = quote or 'An apple a day keeps the doctor away' return factory
一個Factory有兩個方法以執(zhí)行特定于應(yīng)用程序的建立和拆除(由于一個Factory通常存在,所以常規(guī)下一般不在__init__或者
__del__中給他們分配與回收,有可能太早或太晚)。
下面是一個Factory的例子,本例將允許Protocol寫一個日志文件:
PythonCode:
from twisted.internet.protocol import Factory from twisted.protocols.basic import LineReceiver class LoggingProtocol(LineReceiver): def lineReceived(self, line): self.factory.fp.write(line+'/n') class LogfileFactory(Factory): protocol = LoggingProtocol def __init__(self, fileName): self.file = fileName def startFactory(self): self.fp = open(self.file, 'a') def stopFactory(self): self.fp.close()
Putting it All Together(綜合)
現(xiàn)在你已經(jīng)了解了Factory并且想要執(zhí)行QOTD作為一個可配置的quote服務(wù)器是嗎?沒有問題這里就有一個代碼:
PythonCode:
from twisted.internet.protocol import Factory, Protocol from twisted.internet import reactor class QOTD(Protocol): def connectionMade(self): self.transport.write(self.factory.quote+'/r/n') self.transport.loseConnection() class QOTDFactory(Factory): protocol = QOTD def __init__(self, quote=None): self.quote = quote or 'An apple a day keeps the doctor away' reactor.listenTCP(8007, QOTDFactory("configurable quote")) reactor.run()
就是最后兩句代碼,還需要去理解。
listenTCP是一個將Factory連接到網(wǎng)絡(luò)的方法,他使用了reactor的接口,讓許多不同的循環(huán)處理網(wǎng)絡(luò)代碼,而不需要修改的
最終用戶代碼,就像這樣。如前面所說,如果你想要寫一個好的twisted服務(wù)器,而不是僅僅的20行,那么你需要使用 the Application object.
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