python?tornado協(xié)程調(diào)度原理示例解析
tornado 的協(xié)程實(shí)現(xiàn)原理
本文討論 tornado 的協(xié)程實(shí)現(xiàn)原理,簡(jiǎn)單做了一份筆記。
首先看一段最常見的 tornado web 代碼:
import tornado
import tornado.web
import tornado.gen
from tornado.gen import coroutine
from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient
class GenHandler(tornado.web.RequestHandler):
@coroutine
def get(self):
url = 'http://www.baidu.com'
http_client = AsyncHTTPClient()
response = yield http_client.fetch(url)
yield tornado.gen.sleep(5)
self.write(response.body)
class MainHanler(tornado.web.RequestHandler):
def get(self):
self.write('root')
if __name__ == "__main__":
application = tornado.web.Application([
(r"/", MainHanler),
(r"/gen_async/", GenHandler),
], autoreload=True)
application.listen(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.current().start()其中最后一行代碼 tornado.ioloop.IOLoop.current().start() 啟動(dòng)服務(wù)。
帶著幾個(gè)問(wèn)題往下看:
- 知道 yield 可以暫存執(zhí)行狀態(tài),等「合適的時(shí)機(jī)」重新恢復(fù)執(zhí)行,那么保存的狀態(tài)到哪去了?
- 上一個(gè)問(wèn)題中「合適的時(shí)機(jī)」是到底是什么時(shí)候?
- 繼續(xù)接上一個(gè)問(wèn)題,具體是怎么恢復(fù)執(zhí)行的?
IOLoop 類相當(dāng)于是對(duì)多路復(fù)用的封裝,起到事件循環(huán)的作用,調(diào)度整個(gè)協(xié)程執(zhí)行過(guò)程。
查看 IOLoop 的源碼,可以看到 IOLoop 繼承自 Configurable,PollIOLoop 又繼承自 IOLoop。當(dāng) IOLoop 啟動(dòng)時(shí),會(huì)確定使用哪一種多路復(fù)用方式,epoll、kqueue 還是 select?
# IOLoop 類
# IOLoop 中的 configurable_default 方法是重寫 Configurable 的
# 這里會(huì)確定使用哪種多路復(fù)用方式
@classmethod
def configurable_default(cls):
if hasattr(select, "epoll"):
from tornado.platform.epoll import EPollIOLoop
return EPollIOLoop
if hasattr(select, "kqueue"):
# Python 2.6+ on BSD or Mac
from tornado.platform.kqueue import KQueueIOLoop
return KQueueIOLoop
from tornado.platform.select import SelectIOLoop
return SelectIOLoop# PollIOLoop類
def initialize(self, impl, time_func=None, **kwargs):
super(PollIOLoop, self).initialize(**kwargs)
self._impl = impl
if hasattr(self._impl, 'fileno'):
set_close_exec(self._impl.fileno())
self.time_func = time_func or time.time
self._handlers = {}
self._events = {}
self._callbacks = []
self._callback_lock = threading.Lock()
self._timeouts = []
self._cancellations = 0
self._running = False
self._stopped = False
self._closing = False
self._thread_ident = None
self._blocking_signal_threshold = None
self._timeout_counter = itertools.count()
# Create a pipe that we send bogus data to when we want to wake
# the I/O loop when it is idle
self._waker = Waker()
self.add_handler(self._waker.fileno(),
lambda fd, events: self._waker.consume(),
self.READ)
def add_handler(self, fd, handler, events):
fd, obj = self.split_fd(fd)
self._handlers[fd] = (obj, stack_context.wrap(handler))
self._impl.register(fd, events | self.ERROR)
def update_handler(self, fd, events):
fd, obj = self.split_fd(fd)
self._impl.modify(fd, events | self.ERROR)
def remove_handler(self, fd):
fd, obj = self.split_fd(fd)
self._handlers.pop(fd, None)
self._events.pop(fd, None)
try:
self._impl.unregister(fd)
except Exception:
gen_log.debug("Error deleting fd from IOLoop", exc_info=True)PollIOLoop 中 initalize 方法中調(diào)用 add_handler 方法,注冊(cè)對(duì)應(yīng)事件的處理函數(shù),如 socket 可讀時(shí),回調(diào)哪個(gè)函數(shù)去處理。
IOLoop 和協(xié)程之間的信使:Future
class Future(object):
def __init__(self):
self._result = None
self._exc_info = None
self._callbacks = []
self.running = True
def set_result(self, result):
...
def set_exc_info(self, exce_info):
...
def result(self):
...
def exc_info(self):
...
def add_done_callback(self, callback):
self._callbacks.append(callback)Future 對(duì)象起到“占位符”的作用,協(xié)程的執(zhí)行結(jié)果會(huì)通過(guò) set_result 方式寫入其中,并調(diào)用通過(guò) add_done_callback 設(shè)置的回調(diào)。
恢復(fù)喚醒協(xié)程的 Runner
class Runner(object):
def __init__(self, gen, result_future, first_yielded):
self.gen = gen
self.result_future = result_future
self.future = _null_future
self.yield_point = None
self.pending_callbacks = None
self.results = None
self.running = False
self.finished = False
self.had_exception = False
self.io_loop = IOLoop.current()
self.stack_context_deactivate = None
# 上面一堆不需要看的初始化
if self.handle_yield(first_yielded):
gen = result_future = first_yielded = None
self.run()
def handle_yield(self, yielded):
self.future = convert_yielded(yielded)
if self.future is moment:
self.io_loop.add_callback(self.run)
return False
elif not self.future.done():
def inner(f):
# Break a reference cycle to speed GC.
f = None
self.run()
self.io_loop.add_future(
self.future, inner)
return False
return True
def run(self):
if self.running or self.finished:
return
try:
self.running = True
while True:
future = self.future
if not future.done():
return
self.future = None
try:
orig_stack_contexts = stack_context._state.contexts
exc_info = None
try:
value = future.result()
except Exception:
self.had_exception = True
exc_info = sys.exc_info()
future = None
yielded = self.gen.send(value)
except (StopIteration, Return) as e:
self.finished = True
self.future = _null_future
if self.pending_callbacks and not self.had_exception:
raise LeakedCallbackError(
"finished without waiting for callbacks %r" %
self.pending_callbacks)
future_set_result_unless_cancelled(self.result_future,
_value_from_stopiteration(e))
self.result_future = None
self._deactivate_stack_context()
return
except Exception:
# 一些結(jié)束操作
return
if not self.handle_yield(yielded):
return
yielded = None
finally:
self.running = False協(xié)程每生成一個(gè) Future,都會(huì)生成對(duì)應(yīng)的一個(gè) Runner,并將 Future 初始化注入都其中。Runner 的 run 方法中,通過(guò) self.gen.send(Future) 來(lái)啟動(dòng) Future,當(dāng) Future 完成時(shí),將其設(shè)置成 done,并回調(diào)其預(yù)設(shè)的 callback。
第一個(gè)問(wèn)題:協(xié)程的狀態(tài)保存到哪去了
IOLoop 中通過(guò) add_future 調(diào)用實(shí)現(xiàn)類 PollIOLoop 中的 add_callback 方法,其中通過(guò) functools 生成偏函數(shù),放入 _callbacks 列表,等待被回調(diào)執(zhí)行。
# IOLoop 的add_future
def add_future(self, future, callback):
"""Schedules a callback on the ``IOLoop`` when the given
`.Future` is finished.
The callback is invoked with one argument, the
`.Future`.
"""
assert is_future(future)
callback = stack_context.wrap(callback)
future.add_done_callback(
lambda future: self.add_callback(callback, future))
# PollIOLoop 的add_callback
def add_callback(self, callback, *args, **kwargs):
if thread.get_ident() != self._thread_ident:
with self._callback_lock:
if self._closing:
return
list_empty = not self._callbacks
self._callbacks.append(functools.partial(
stack_context.wrap(callback), *args, **kwargs))
if list_empty:
self._waker.wake()
else:
if self._closing:
return
self._callbacks.append(functools.partial(
stack_context.wrap(callback), *args, **kwargs))第二個(gè)問(wèn)題:「合適的時(shí)機(jī)」是什么?
IOLoop 實(shí)際上就是對(duì)多路復(fù)用的封裝,當(dāng)?shù)讓?epoll_wait 事件發(fā)生時(shí),即會(huì)通知 IOLoop 主線程。
這一段是 IOLoop 中等待多路復(fù)用的事件,以及處理事件。
try:
# 等待事件
event_pairs = self._impl.poll(poll_timeout)
except Exception as e:
print("wait fail")
if errno_from_exception(e) == errno.EINTR:
continue
else:
raise
if self._blocking_signal_threshold is not None:
signal.setitimer(signal.ITIMER_REAL,
self._blocking_signal_threshold, 0)
# 處理事件
self._events.update(event_pairs)
while self._events:
fd, events = self._events.popitem()
try:
fd_obj, handler_func = self._handlers[fd]
handler_func(fd_obj, events)
except (OSError, IOError) as e:
if errno_from_exception(e) == errno.EPIPE:
pass
else:
self.handle_callback_exception(self._handlers.get(fd))
except Exception:
self.handle_callback_exception(self._handlers.get(fd))
fd_obj = handler_func = None第三個(gè)問(wèn)題:具體是怎么恢復(fù)的。
Runner 通過(guò)不斷 check Future 的狀態(tài),最后調(diào)用 callback 來(lái)返回結(jié)果。
總結(jié)
首先 tornado 對(duì)多路復(fù)用系統(tǒng)調(diào)用做了封裝,來(lái)實(shí)現(xiàn)非阻塞 web 服務(wù)。
其次 tornado 通過(guò) yield+Future+Runner 實(shí)現(xiàn)了生成 Future,Runner 監(jiān)控結(jié)果,回調(diào) callback 來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)程的執(zhí)行。
參考:
http://www.dbjr.com.cn/python/2976505cr.htm
http://www.dbjr.com.cn/article/132918.htm
以上就是python tornado協(xié)程調(diào)度原理示例解析的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于python tornado協(xié)程調(diào)度的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
相關(guān)文章
python調(diào)用matplotlib模塊繪制柱狀圖
這篇文章主要為大家介紹了python調(diào)用matplotlib模塊繪制柱狀圖,文中示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下2019-10-10
Python實(shí)現(xiàn)設(shè)置windows桌面壁紙代碼分享
這篇文章主要介紹了Python實(shí)現(xiàn)設(shè)置windows桌面壁紙,本文直接給出實(shí)現(xiàn)代碼,需要的朋友可以參考下2015-03-03
利用Python快速搭建Markdown筆記發(fā)布系統(tǒng)
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了使用Python生態(tài)的成熟工具,在30分鐘內(nèi)搭建一個(gè)支持Markdown渲染、分類標(biāo)簽、全文搜索的私有化知識(shí)發(fā)布系統(tǒng),感興趣的小伙伴可以參考下2025-04-04
django 自定義過(guò)濾器的實(shí)現(xiàn)
這篇文章主要介紹了django 自定義過(guò)濾器的實(shí)現(xiàn),小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2019-02-02
PyTorch 如何設(shè)置隨機(jī)數(shù)種子使結(jié)果可復(fù)現(xiàn)
這篇文章主要介紹了PyTorch 設(shè)置隨機(jī)數(shù)種子使結(jié)果可復(fù)現(xiàn)操作,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2021-05-05
Python 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的shell sed替換功能(實(shí)例講解)
下面小編就為大家?guī)?lái)一篇Python 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的shell sed替換功能(實(shí)例講解)。小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在就分享給大家,也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2017-09-09
基于python3 pyQt5 QtDesignner實(shí)現(xiàn)窗口化猜數(shù)字游戲功能
這篇文章主要介紹了基于python3 pyQt5 QtDesignner實(shí)現(xiàn)窗口化猜數(shù)字游戲功能,本文通過(guò)實(shí)例代碼給大家介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下2019-07-07

