探索Python3.4中新引入的asyncio模块

时间:2016-06-06 11:23:59 来源:互联网 作者: 神秘的大神 字体:

使用 Simple Protocol

asyncio.BaseProtocol 类是asyncio模块中协议接口(protocol interface)的一个常见的基类。asyncio.Protocolclass 继承自asyncio.BaseProtocol 并为stream protocols提供了一个接口。下面的代码演示了asyncio.Protocol 接口的一个简单实现,它的行为1就像一个echo server,同时,它还会在Python的控制台中输出一些信息。SimpleEchoProtocol 继承自asyncio.Protocol,并且实现了3个方法:connection_made, data_received 以及 andconnection_lost:

import asyncio
 
class SimpleEchoProtocol(asyncio.Protocol):
  def connection_made(self, transport):
    """
    Called when a connection is made.
    The argument is the transport representing the pipe connection.
    To receive data, wait for data_received() calls.
    When the connection is closed, connection_lost() is called.
    """
    print("Connection received!")
    self.transport = transport
 
  def data_received(self, data):
    """
    Called when some data is received.
    The argument is a bytes object.
    """
    print(data)
    self.transport.write(b'echo:')
    self.transport.write(data)
 
  def connection_lost(self, exc):
    """
    Called when the connection is lost or closed.
    The argument is an exception object or None (the latter
    meaning a regular EOF is received or the connection was
    aborted or closed).
    """
    print("Connection lost! Closing server...")
    server.close()
 
loop = asyncio.get_event_loop()
server = loop.run_until_complete(loop.create_server(SimpleEchoProtocol, 'localhost', 2222))
loop.run_until_complete(server.wait_closed())

你可以通过运行一个telnet客户端程序,并且连接到localhost的2222端口来测试这个echo server。如果你正在使用这个端口,你可以将这个端口号修改为任何其他可以使用的端口。如果你使用默认的值,你可以在Python的控制台中运行上面的代码,之后在命令提示符或终端中运行 telnet localhost 2222。你将会看到 Connection received! 的信息显示在Python的控制台中。接下来,你在telnet的控制台中输入的任何字符都会以echo:跟上输入的字符的形式展示出来,同时,在Python的控制台中会显示出刚才新输入的字符。当你退出telnet控制台时,你会看到Connection lost! Closing server... 的信息展示在Python的控制台中。

举个例子,如果你在开启telnet之后输入 abc,你将会在telnet的窗口中看到下面的消息:

 echo:abecho:bcecho:c

此外,在Python的控制台中会显示下面的消息:

 Connection received!
 b'a'
 b'b'
 b'c'
 Connection lost! Closing server...

在创建了一个名为loop的事件循环之后,代码将会调用loop.run_until_complete来运行loop.create_server这个协程(coroutine)。这个协程创建了一个TCP服务器并使用protocol的工厂类绑定到指定主机的指定端口(在这个例子中是localhost上的2222端口,使用的工厂类是SimpleEchoProtocol)并返回一个Server的对象,以便用来停止服务。代码将这个实例赋值给server变量。用这种方式,当建立一个客户端连接时,会创建一个新的SimpleEchoProtocol的实例并且该类中的方法会被执行。

当成功的创建了一个连接之后,connection_made 方法里面的代码输出了一条消息,并将收到的内容作为一个参数赋值给transport成员变量,以便稍后在另一个方法中使用。

当收到了传来的数据时,data_received方面里面的代码会将收到的数据字节输出,并且通过调用两次self.transport.write 方法将echo: 和收到数据发送给客户端。当然了,也可以只调用一次self.transport.write将所有的数据返回,但是我想更清楚的将发送echo:的代码和发送收到的数据的代码区分开来。

当连接关掉或者断开时,connection_lost方法中的代码将会输出一条消息,并且调用server.close();此时,那个在服务器关闭前一直运行的循环停止了运行。
使用 Clients and Servers

在上面的例子中,telnet是一个客户端。asyncio模块提供了一个协程方便你很容易的使用stream reader 和 writer来编写服务端和客户端。下面的代码演示了一个简单的echo server,该server监听localhost上的2222端口。你可以在Python的控制台中运行下面的代码,之后在另一个Python的控制台中运行客户端的代码作为客户端。

import asyncio
 
@asyncio.coroutine
def simple_echo_server():
  # Start a socket server, call back for each client connected.
  # The client_connected_handler coroutine will be automatically converted to a Task
  yield from asyncio.start_server(client_connected_handler, 'localhost', 2222)
 
@asyncio.coroutine
def client_connected_handler(client_reader, client_writer):
  # Runs for each client connected
  # client_reader is a StreamReader object
  # client_writer is a StreamWriter object
  print("Connection received!")
  while True:
    data = yield from client_reader.read(8192)
    if not data:
      break
    print(data)
    client_writer.write(data)
 
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(simple_echo_server())
try:
  loop.run_forever()
finally:
  loop.close()

下面的代码演示了一个客户端程序连接了localhost上的2222端口,并且使用asyncio.StreamWriter对象写了几行数据,之后使用asyncio.StreamWriter对象读取服务端返回的数据。

import asyncio
 
LASTLINE = b'Last line.\n'
 
@asyncio.coroutine
 def simple_echo_client():
  # Open a connection and write a few lines by using the StreamWriter object
  reader, writer = yield from asyncio.open_connection('localhost', 2222)
  # reader is a StreamReader object
  # writer is a StreamWriter object
  writer.write(b'First line.\n')
  writer.write(b'Second line.\n')
  writer.write(b'Third line.\n')
  writer.write(LASTLINE)
 
  # Now, read a few lines by using the StreamReader object
  print("Lines received")
  while True:
    line = yield from reader.readline()
    print(line)
    if line == LASTLINE or not line:
      break
  writer.close()
 
loop = asyncio.get_event_loop()
loop.run_until_complete(simple_echo_client())

你可以在不同的Python控制台中执行客户端的代码。如果服务端正在运行,控制台中会输出下面的内容:

Lines received
b'First line.\n'
b'Second line.\n'
b'Third line.\n'
b'Last line.\n'

执行服务端代码的Python控制台会显示下面的内容:

 Connection received!
 b'First line.\nSecond line.\nThird line.\nLast line.\n'

首先,让我们关注一下服务端的代码。在创建完一个叫loop的事件循环之后,代码会调用loop.run_until_complete来运行这个simple_echo_server协程。该协程调用asyncio.start_server协程来开启一个socket服务器,绑定到指定的主机和端口号,之后,对每一个客户端连接执行作为参数传入的回调函数——client_connected_handler。在这个例子中,client_connected_handler是另一个协程,并且不会被自动的转换为一个Task。除了协程(coroutine)之外,你可以指定一个普通的回调函数。