Python selectors实现socket并发

selectors模块

• 　　此模块允许基于选择模块原语构建高级别和高效的I / O多路复用。
• 　　鼓励用户使用此模块，除非他们想要精确控制使用的os级别的原语。

注：selectors也是包装了select高级的包装内置函数，它包装了select与epoll，优先使用epoll windos内只支持select。

实现接收上万并发

服务端：

import selectors
import socket

# 生成select实例对象
sel = selectors.DefaultSelector()

def accept(sock, mask):

    # 接收链接
    conn, addr = sock.accept()  # Should be ready
    print('accepted', conn, 'from', addr)

    # 链接设置非阻塞模式
    conn.setblocking(False)

    # 注册conn，回调 read函数
    sel.register(conn, selectors.EVENT_READ, read)

def read(conn, mask):
    data = conn.recv(1024)  # Should be ready
    if data:
        print('echoing', repr(data), 'to', conn)
        conn.send(data)  # Hope it won't block
    else:
        print('closing', conn)

        # 取消注册
        sel.unregister(conn)

        # 关闭链接
        conn.close()

sock = socket.socket()
sock.bind(('localhost', 9999))
sock.listen(10000)
sock.setblocking(False)

# 注册server事件：
# 参数一：sock 进行监听
# 参数二：selectors.EVENT_READ 执行动作
# 参数三：accept,只要来一个链接就回调这个函数
sel.register(sock, selectors.EVENT_READ, accept)

# 第一次调用server，register accept
# 第二次调用client，register read
while True:

    # 调用select：优先使用epoll
    events = sel.select()

    # 只要不阻塞就有调用的数据，返回一个列表
    # 默认阻塞，有活动链接就返回活动的链接列表
    for key, mask in events:

        # callback相当于调accept函数
        callback = key.data

        # 获取函数内存地址，加入参数
        # key.fileobj = 文件句柄
        callback(key.fileobj, mask)

客户端：

import socket
import sys

messages = [ b'This is the message. ',
             b'It will be sent ',
             b'in parts.',
             ]

# 传入链接参数
server_address = ('localhost', 9999)

# Create a TCP/IP socket
# 使用列表生成式，生成多个请求。
# Winuds使用select支持并发并不多 这里测试40个并发
# Linux默认使用epoll可支持上万并发可修改10000
socks = [ socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
          for i in range(40)]

print('connecting to %s port %s' % server_address)

# 循环socks连续链接4次
for s in socks:

    s.connect(server_address)

# 循环发送数据
for message in messages:

    # Send messages on both sockets
    # 每个客户端依次发送数据
    for s in socks:
        print('%s: sending "%s"' % (s.getsockname(), message) )
        s.send(message)

    # Read responses on both sockets
    # 服务端收数据
    for s in socks:
        data = s.recv(1024)

        # getsockname()服务端返回
        print( '%s: received "%s"' % (s.getsockname(), data) )

        # 没有数据打印客户端要关闭了
        if not data:
            print(sys.stderr, 'closing socket', s.getsockname() )

注：建立一个socket就需要建立一个文件句柄，最大数65535
注：Linux修改文件描述符数值 当前执行
ulimit -SHn 65535    #修改链接端口
ulimit -n                #查看链接端口   

epoll实现多并发socket

import socket, logging
import select, errno

logger = logging.getLogger("network-server")

def InitLog():
    logger.setLevel(logging.DEBUG)

    fh = logging.FileHandler("network-server.log")
    fh.setLevel(logging.DEBUG)
    ch = logging.StreamHandler()
    ch.setLevel(logging.ERROR)

    formatter = logging.Formatter("%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s")
    ch.setFormatter(formatter)
    fh.setFormatter(formatter)

    logger.addHandler(fh)
    logger.addHandler(ch)


if __name__ == "__main__":
    InitLog()

    try:
        # 创建 TCP socket 作为监听 socket
        listen_fd = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM, 0)
    except socket.error as  msg:
        logger.error("create socket failed")

    try:
        # 设置 SO_REUSEADDR 选项
        listen_fd.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    except socket.error as  msg:
        logger.error("setsocketopt SO_REUSEADDR failed")

    try:
        # 进行 bind -- 此处未指定 ip 地址，即 bind 了全部网卡 ip 上
        listen_fd.bind(('', 2003))
    except socket.error as  msg:
        logger.error("bind failed")

    try:
        # 设置 listen 的 backlog 数
        listen_fd.listen(10)
    except socket.error as  msg:
        logger.error(msg)

    try:
        # 创建 epoll 句柄
        epoll_fd = select.epoll()
        # 向 epoll 句柄中注册 监听 socket 的 可读 事件
        epoll_fd.register(listen_fd.fileno(), select.EPOLLIN)
    except select.error as  msg:
        logger.error(msg)

    connections = {}
    addresses = {}
    datalist = {}
    while True:
        # epoll 进行 fd 扫描的地方 -- 未指定超时时间则为阻塞等待
        epoll_list = epoll_fd.poll()

        for fd, events in epoll_list:
            # 若为监听 fd 被激活
            if fd == listen_fd.fileno():
                # 进行 accept -- 获得连接上来 client 的 ip 和 port，以及 socket 句柄
                conn, addr = listen_fd.accept()
                logger.debug("accept connection from %s, %d, fd = %d" % (addr[0], addr[1], conn.fileno()))
                # 将连接 socket 设置为 非阻塞
                conn.setblocking(0)
                # 向 epoll 句柄中注册 连接 socket 的 可读 事件
                epoll_fd.register(conn.fileno(), select.EPOLLIN | select.EPOLLET)
                # 将 conn 和 addr 信息分别保存起来
                connections[conn.fileno()] = conn
                addresses[conn.fileno()] = addr
            elif select.EPOLLIN & events:
                # 有 可读 事件激活
                datas = ''
                while True:
                    try:
                        # 从激活 fd 上 recv 10 字节数据
                        data = connections[fd].recv(10)
                        # 若当前没有接收到数据，并且之前的累计数据也没有
                        if not data and not datas:
                            # 从 epoll 句柄中移除该 连接 fd
                            epoll_fd.unregister(fd)
                            # server 侧主动关闭该 连接 fd
                            connections[fd].close()
                            logger.debug("%s, %d closed" % (addresses[fd][0], addresses[fd][1]))
                            break
                        else:
                            # 将接收到的数据拼接保存在 datas 中
                            datas += data
                    except socket.error as  msg:
                        # 在 非阻塞 socket 上进行 recv 需要处理 读穿 的情况
                        # 这里实际上是利用 读穿 出 异常 的方式跳到这里进行后续处理
                        if msg.errno == errno.EAGAIN:
                            logger.debug("%s receive %s" % (fd, datas))
                            # 将已接收数据保存起来
                            datalist[fd] = datas
                            # 更新 epoll 句柄中连接d 注册事件为 可写
                            epoll_fd.modify(fd, select.EPOLLET | select.EPOLLOUT)
                            break
                        else:
                            # 出错处理
                            epoll_fd.unregister(fd)
                            connections[fd].close()
                            logger.error(msg)
                            break
            elif select.EPOLLHUP & events:
                # 有 HUP 事件激活
                epoll_fd.unregister(fd)
                connections[fd].close()
                logger.debug("%s, %d closed" % (addresses[fd][0], addresses[fd][1]))
            elif select.EPOLLOUT & events:
                # 有 可写 事件激活
                sendLen = 0
                # 通过 while 循环确保将 buf 中的数据全部发送出去
                while True:
                    # 将之前收到的数据发回 client -- 通过 sendLen 来控制发送位置
                    sendLen += connections[fd].send(datalist[fd][sendLen:])
                    # 在全部发送完毕后退出 while 循环
                    if sendLen == len(datalist[fd]):
                        break
                # 更新 epoll 句柄中连接 fd 注册事件为 可读
                epoll_fd.modify(fd, select.EPOLLIN | select.EPOLLET)
            else:
                # 其他 epoll 事件不进行处理
                continue