Python select及selectors模块概念用法详解

1. select模块

针对select，要先理解其他几个概念：

文件描述符：

文件描述符在形式上是一个非负整数。实际上，它是一个索引值，指向内核为每一个进程所维护的该进程打开文件的记录表。当程序打开一个现有文件或者创建一个新文件时，内核向进程返回一个文件描述符。

内核空间：

Linux简化了分段机制，使得虚拟地址与线性地址总是一致，因此，Linux的虚拟地址空间也为0～4G。Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。将最高的1G字节（从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF），供内核使用，称为“内核空间”。而将较低的3G字节（从虚拟地址 0x00000000到0xBFFFFFFF），供各个进程使用，称为“用户空间）。因为每个进程可以通过系统调用进入内核，因此，Linux内核由系统内的所有进程共享。于是，从具体进程的角度来看，每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间。

内核空间中存放的是内核代码和数据，而进程的用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟空间中。

内核空间和用户空间一般通过系统调用进行通信。

select就是针对许多文件描述符(简称fd)进行监控，它有三个参数：

rlist -- wait until ready for reading wlist -- wait until ready for writing xlist -- wait for an 'exceptional condition'

第一个参数监控 进来的 数据的fd列表，select监控这个列表，等待这些fd发送过来数据，一旦数据发送过来了（可以读取了），就返回一个可读的fd列表

第二个参数监控 出去的 数据的fd列表，select监控这个列表，等待这些fd发送出去数据，一旦fd准备好发送了（可以写入了），就返回一个可写的fd列表

第三个参数监控fd列表，返回出异常的fd列表

服务端：

import selectimport socketimport sysimport queue# 生成socket对象server = socket.socket()# 设置非阻塞模式server.setblocking(False)# 绑定地址，设置监听server.bind((’localhost’,9999))server.listen(5)# 将自己也放进待监测列表里inputs = [server, ]outputs = []message_queues = {}while True: ’’’ 关于socket可读可写的判断，可以参考博客：https://blog.csdn.net/majianfei1023/article/details/45788591 ’’’ rlist, wlist, elist = select.select(inputs,outputs,inputs) #如果没有任何fd就绪,那程序就会一直阻塞在这里 for r in rlist: # 遍历已经可以准备读取数据的 fd if r is server: # 如果这个 fd 是server，即 server 有数据待接收读取，说明有新的客户端连接过来了 conn, client_addr = r.accept() print('new connection from',client_addr) conn.setblocking(False) inputs.append(conn) # 将这个新的客户端连接添加到检测的列表中 message_queues[conn] = queue.Queue() # 用队列存储客户端发送来的数据，等待服务器统一返回数据 else: # 这个可读的 r 不是服务器，那就是某个客户端。就是说客户端发送数据过来了，这些数据处于待读取状态 try: # 异常处理，这是为了防止客户端异常断开报错（比如手动关掉客户端黑窗口，服务器也会跟着报错退出）data = r.recv(1024)if data: # 根据判断data是否为空，判断客户端是否断开 print('收到来自[%s]的数据:' % r.getpeername()[0], data) message_queues[r].put(data) # 收到的数据先放到queue里,一会返回给客户端 if r not in outputs: outputs.append(r) # 放进可写的fd列表中，表明这些 fd 已经准备好去发送数据了。else: # 如果数据为空，表明客户端断开了 print(’客户端断开了’) if r in outputs: outputs.remove(r) # 清理已断开的连接 inputs.remove(r) # 清理已断开的连接 del message_queues[r] # 清理已断开的连接 except ConnectionResetError: # 如果报错，说明客户端断开了print('客户端异常断开了', r)if r in outputs: outputs.remove(r) # 清理已断开的连接inputs.remove(r) # 清理已断开的连接del message_queues[r] # 清理已断开的连接 for w in wlist: # 遍历可写的 fd 列表，即准备好发送数据的那些fd # 判断队列是否为空 try : next_msg = message_queues[w].get_nowait() except queue.Empty: # print('client [%s]' % w.getpeername()[0], 'queue is empty..') outputs.remove(w) # 队列不为空，就把队列中的数据改成大写，原样发回去 else: # print('sending msg to [%s]'% w.getpeername()[0], next_msg) w.send(next_msg.upper()) for e in elist: # 处理报错的 fd e.close() print('Error occured in ',e.getpeername()) inputs.remove(e) if e in outputs: outputs.remove(e) del message_queues[e]

客户端：

import socketimport syssock = socket.socket()sock.connect((’localhost’,9999))while True: c = input(’>>>:’).strip() sock.send(c.encode()) data = sock.recv(1024) print(data.decode())sock.close()

2. selectors模块

官方文档：https://docs.python.org/3/library/selectors.html

服务端：

import selectorsimport socket# 根据平台自动选择最佳的IO多路机制，比如linux就会选择epoll,windows会选择selectsel = selectors.DefaultSelector()def accept(sock, mask): # 建立客户端连接 conn, addr = sock.accept() print(’accepted’, conn, ’from’, addr) # 设置非阻塞模式 conn.setblocking(False) # 再次注册一个连接，将其加入监测列表中， sel.register(conn, selectors.EVENT_READ, read)def read(conn, mask): try: # 抛出客户端强制关闭的异常（如手动关闭客户端黑窗口） data = conn.recv(1000) # Should be ready if data: print(’echoing’, repr(data), ’to’, conn) conn.send(data) # Hope it won’t block else: print(’Client closed.’, conn) # 将conn从监测列表删除 sel.unregister(conn) conn.close() except ConnectionResetError: print(’Client forcibly closed.’, conn) # 将conn从监测列表删除 sel.unregister(conn) conn.close()# 创建socket对象sock = socket.socket()# 绑定端口，设置监听sock.bind((’localhost’, 1234))sock.listen(100)# 设置为非阻塞模式sock.setblocking(False)# 注册一个文件对象，监测它的IO事件，data是和文件对象相关的数据（此处放置了一个 accept 函数的内存地址）# register(fileobj, events, data=None)sel.register(sock, selectors.EVENT_READ, accept)while True: ’’’ sel.select() 看似是select方法，实际上会根据平台自动选择使用select还是epoll 它返回一个(key, events)元组, key是一个namedtuple类型的元组，可以使用 key.name 获取元组的数据 key 的内容(fileobj,fd,events,data)： fileobj 已经注册的文件对象 fd 也就是第一个参数的那个文件对象的更底层的文件描述符 events 等待的IO事件 data 可选项。可以存一些和fileobj有关的数据，如 sessioin 的 id ’’’ events = sel.select() # 监测有无活动对象，没有就阻塞在这里等待 for key, mask in events: # 有活动对象了 callback = key.data # key.data 是注册时传递的 accept 函数 callback(key.fileobj, mask) # key.fileobj 就是传递的 socket 对象

客户端：

import sockettin=socket.socket()tin.connect((’localhost’,1234))while True: inp=input(’>>>>’) tin.send(inp.encode(’utf8’)) data=tin.recv(1024) print(data.decode(’utf8’))

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持好吧啦网。