IO多路复用

在前一篇文章中，我们实现了通过非阻塞套接字的并发服务，但是这种实现方式是有很多问题的。

一、CPU资源的极大浪费；

二、如果没有连接那么，accept（）和recv（）都在做无用功；

三、对BlockIOError的处理也是在做无用功。

针对以上问题，现在我们使用IO多路复用的技术来实现并发的服务。

什么是IO多路复用

IO多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个IO条件准备读取，它就通知该进程。IO多路复用适用如下场合：

1.当客户需要处理多个描述符时，必须使用I/O复用。

2.当一个客户同时处理多个套接口时，而这种情况是可能的，但很少出现。

3.如果一个TCP服务器既要处理监听套接口，又要处理已连接套接口。

4.如果一个服务器即要处理TCP，又要处理UDP。

5.如果一个服务器要处理多个服务或多个协议。

目前支持I/O多路复用的系统调用有 select，pselect，poll，epoll，但select，pselect，poll，epoll本质上都是同步I/O。其中epoll时Linux系统独有的。也是要主要介绍的。

select

Python的select()方法直接调用操作系统的IO接口，它监控sockets,open files, and pipes(所有带fileno()方法的文件句柄)何时变成readable 和writeable, 或者通信错误，select()使得同时监控多个连接变的简单，并且这比写一个长循环来等待和监控多客户端连接要高效，因为select直接通过操作系统提供的C的网络接口进行操作，而不是通过Python的解释器。

select目前几乎在所有的平台上支持，其良好跨平台支持也是它的一个优点。select的一 个缺点在于单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制，在Linux上一般为1024，可以通过修改宏定义甚至重新编译内核的方式提升这一限制，但是这样会造成效率的降低

select(rlist, wlist, xlist, timeout=None)

select()方法接收并监控3个通信列表， 第一个rlist监控所有要进来的输入数据，第二个wlist是监控所有要发出去的输出数据,第三个监控异常错误数据，第四个设置指定等待时间，如果想立即返回，设为null即可，最后需要创建2个列表来包含输入和输出信息来传给select()，让select方法通过内核去监控,然后生成三个实例。zaipython中直接导入select使用。

epoll

epoll的方式，这种效率更高，但是这种方式在Windows下不支持，在Linux是支持的，selectors模块就是默认使用就是epoll，但是如果在windows系统上使用selectors模块，就会找不到epoll，从而使用select。

服务端代码：

import socket
import selectors
server=socket.socket()
server.bind(('0.0.0.0',8899))
server.listen()
epoll=selectors.DefaultSelector()
def recv_func(conn):
    data=conn.recv(1024)
    if data==b'':
        epoll.unregister(conn)
        conn.close()
    else:
        print("接收到数据:>>>",data)
        conn.send(data)
def server_func(ser):
    conn,addr=ser.accept()
    print("连接处理！")
    epoll.register(conn,selectors.EVENT_READ,recv_func)
epoll.register(server,selectors.EVENT_READ,server_func)
while True:
    events=epoll.select()
    for key,value in events:
        callback=key.data
        sock=key.fileobj
        callback(sock)

客户端代码

import socket
client=socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1',8899))
while True:
    data=input("请输入传送的数据：>>>>")
    client.send(data.encode())
    print("接收到的数据：>>>",client.recv(1024).decode())