簡介

Python中的select模組專注於I/O多路復(fù)用，提供了select ?poll ?epoll三個(gè)方法(其中後兩個(gè)在Linux中可用，windows僅支援select)，另外也提供了kqueue方法(freeBSD系統(tǒng))

select方法

進(jìn)程指定核心監(jiān)聽哪些檔案描述子(最多監(jiān)聽1024個(gè)fd)的哪些事件，當(dāng)沒有檔案描述子事件發(fā)生時(shí)，進(jìn)程被阻塞；當(dāng)一個(gè)或多個(gè)檔案描述符事件發(fā)生時(shí)，進(jìn)程被喚醒。

當(dāng)我們呼叫select()時(shí)：

　　1、上下文切換轉(zhuǎn)換為核心態(tài)

　　2、將fd從使用者空間複製到核心空間

　　3、核心遍歷所有fd，查看其對應(yīng)事件是否發(fā)生

　　4、如果沒發(fā)生，將進(jìn)程阻塞，當(dāng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生中斷或timeout時(shí)間後，將進(jìn)程喚醒，再次進(jìn)行遍歷

　　5、傳回遍歷後的fd

　　6、將fd從核心空間複製到使用者空間

fd:file descriptor 檔案描述符

fd_r_list, fd_w_list, fd_e_list = select.select(rlist, wlist, xlist, [timeout])

參數(shù)： 可接受四個(gè)參數(shù)（前三個(gè)必須）

rlist: wait until ready for reading

wlist: wait until ready for writing

xlist: wait for an “exceptional condition”

timeout: 逾時(shí)時(shí)間

傳回值：三個(gè)清單

select方法用來監(jiān)視檔案描述子(當(dāng)檔案描述子條件不滿足時(shí)，select會阻塞)，當(dāng)某個(gè)檔案描述子狀態(tài)改變後，會回傳三個(gè)清單

? ? 1、當(dāng)參數(shù)1 序列中的fd滿足「可讀」條件時(shí)，則取得發(fā)生變化的fd並加入fd_r_list中

? ? 2、當(dāng)參數(shù)2 序列中含有fd時(shí)，則將該序列中所有的fd加入fd_w_list中

? ? 3、當(dāng)參數(shù)3 序列中的fd發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，則將該發(fā)生錯(cuò)誤的fd加到fd_e_list中

? ? 4、當(dāng)逾時(shí)時(shí)間為空，則逾時(shí)時(shí)間為空，則逾時(shí)時(shí)間為空，則為空select會一直阻塞，直到監(jiān)聽的句柄發(fā)生變化

? ?當(dāng)超時(shí)時(shí)間＝ n(正整數(shù))時(shí)，那麼如果監(jiān)聽的句柄均無任何變化，則select會阻塞n秒，之後返回三個(gè)空列表，如果監(jiān)聽的句柄有變化，則直接執(zhí)行。

實(shí)例：

利用select實(shí)作一個(gè)可並發(fā)的服務(wù)端

import socket
import select
 
s = socket.socket()
s.bind(('127.0.0.1',8888))
s.listen(5)
r_list = [s,]
num = 0
while True:
 rl, wl, error = select.select(r_list,[],[],10)
 num+=1
 print('counts is %s'%num)
 print("rl's length is %s"%len(rl))
 for fd in rl:
  if fd == s:
   conn, addr = fd.accept()
   r_list.append(conn)
   msg = conn.recv(200)
   conn.sendall(('first----%s'%conn.fileno()).encode())
  else:
   try:
    msg = fd.recv(200)
    fd.sendall('second'.encode())
   except ConnectionAbortedError:
    r_list.remove(fd)
 
s.close()

import socket
 
flag = 1
s = socket.socket()
s.connect(('127.0.0.1',8888))
while flag:
 input_msg = input('input>>>')
 if input_msg == '0':
  break
 s.sendall(input_msg.encode())
 msg = s.recv(1024)
 print(msg.decode())
 
s.close()

在服務(wù)端我們可以看到，我們需要不停的呼叫select， 這就意味著：

　　1 ?當(dāng)檔案描述子過多時(shí)，檔案描述子在使用者空間與核心空間進(jìn)行copy會很費(fèi)時(shí)

　　2 ?當(dāng)檔案描述子過多時(shí)，核心對檔案描述子的遍歷也很浪費(fèi)時(shí)間

　　3 ?select最大僅支援1024個(gè)檔案描述子

poll與select相差不大，本文不作介紹

#epoll方法：

#epoll很好的改進(jìn)了select：

　　1、epoll的解決方案在epoll_ctl函數(shù)中。每次註冊新的事件到epoll句柄中時(shí)，會把所有的fd拷貝進(jìn)內(nèi)核，而不是在epoll_wait的時(shí)候重複拷貝。 epoll保證了每個(gè)fd在整個(gè)過程中只會拷貝一次。

　　2、epoll會在epoll_ctl時(shí)把指定的fd遍歷一遍（這一遍必不可少）並為每個(gè)fd指定一個(gè)回調(diào)函數(shù)，當(dāng)設(shè)備就緒，喚醒等待隊(duì)列上的等待者時(shí)，就會呼叫這個(gè)回呼函數(shù)，而這個(gè)回呼函數(shù)會把就緒的fd加入一個(gè)就緒鍊錶。 epoll_wait的工作其實(shí)就是在這個(gè)就緒鍊錶中查看有沒有就緒的fd

　　3、epoll對檔案描述子沒有額外限制

select.epoll(sizehint=-1, flags= 0) 建立epoll物件

?

epoll.close()

Close the control file descriptor of the epoll object.關(guān)閉epoll物件的檔案描述子

?

epoll.closed

True if the epoll object is closed.偵測epoll物件是否關(guān)閉

?

#epoll.fileno()

Return the file descriptor number of the control fd.傳回epoll物件的檔案描述子

?

epoll.fromfd(fd)

#Create an epoll object from a given file descriptor.根據(jù)指定的fd創(chuàng)建epoll物件

?

epoll.register(fd[, eventmask])

Register a fd descriptor with the epoll object.向epoll物件中註冊fd和對應(yīng)的事件

?

epoll.modify(fd, eventmask)

Modify a registered file descriptor.修改fd的事件

#?

epoll.unregister(fd)

Remove a registered file descriptor from the epoll object.取消註冊

?

#epoll.poll(timeout=-1, maxevents=-1)

Wait for events. timeout in seconds (float)阻塞，直到註冊的fd事件發(fā)生,會傳回一個(gè)dict，格式為：{(fd1,event1),(fd2,event2) ,……(fdn,eventn)}

事件：

EPOLLIN Available for read 可讀狀態(tài)符為1

EPOLLOUT Available for write 可寫狀態(tài)符為4

EPOLLPRI Urgent data for read

EPOLLERR Error condition happened on the assoc. fd 發(fā)生錯(cuò)誤狀態(tài)符號為8

EPOLLHUP Hang up happened on the assoc. fd

EPOLLET Set Edge Trigger behavior, the default is Level Trigger behavior 默認(rèn)為水平觸發(fā)，設(shè)置該事件后則邊緣觸發(fā)

EPOLLONESHOT Set one-shot behavior. After one event is pulled out, the fd is internally disabled

EPOLLRDNORM Equivalent to EPOLLIN

EPOLLRDBAND Priority data band can be read.

EPOLLWRNORM Equivalent to EPOLLOUT

EPOLLWRBAND Priority data may be written.

EPOLLMSG Ignored.

水平觸發(fā)和邊緣觸發(fā)：

Level_triggered(水平觸發(fā)，有時(shí)也稱條件觸發(fā))：當(dāng)被監(jiān)控的文件描述符上有可讀寫事件發(fā)生時(shí)，epoll.poll()會通知處理程序去讀寫。如果這次沒有把數(shù)據(jù)一次性全部讀寫完(如讀寫緩沖區(qū)太小)，那么下次調(diào)用 epoll.poll()時(shí)，它還會通知你在上沒讀寫完的文件描述符上繼續(xù)讀寫，當(dāng)然如果你一直不去讀寫，它會一直通知你?。?！如果系統(tǒng)中有大量你不需要讀寫的就緒文件描述符，而它們每次都會返回，這樣會大大降低處理程序檢索自己關(guān)心的就緒文件描述符的效率?。?！ 優(yōu)點(diǎn)很明顯：穩(wěn)定可靠

Edge_triggered(邊緣觸發(fā)，有時(shí)也稱狀態(tài)觸發(fā))：當(dāng)被監(jiān)控的文件描述符上有可讀寫事件發(fā)生時(shí)，epoll.poll()會通知處理程序去讀寫。如果這次沒有把數(shù)據(jù)全部讀寫完(如讀寫緩沖區(qū)太小)，那么下次調(diào)用epoll.poll()時(shí)，它不會通知你，也就是它只會通知你一次，直到該文件描述符上出現(xiàn)第二次可讀寫事件才會通知你?。?！這種模式比水平觸發(fā)效率高，系統(tǒng)不會充斥大量你不關(guān)心的就緒文件描述符?。?！缺點(diǎn)：某些條件下不可靠

epoll實(shí)例：

import socket
import select
 
s = socket.socket()
s.bind(('127.0.0.1',8888))
s.listen(5)
epoll_obj = select.epoll()
epoll_obj.register(s,select.EPOLLIN)
connections = {}
while True:
 events = epoll_obj.poll()
 for fd, event in events:
  print(fd,event)
  if fd == s.fileno():
   conn, addr = s.accept()
   connections[conn.fileno()] = conn
   epoll_obj.register(conn,select.EPOLLIN)
   msg = conn.recv(200)
   conn.sendall('ok'.encode())
  else:
   try:
    fd_obj = connections[fd]
    msg = fd_obj.recv(200)
    fd_obj.sendall('ok'.encode())
   except BrokenPipeError:
    epoll_obj.unregister(fd)
    connections[fd].close()
    del connections[fd]
 
s.close()
epoll_obj.close()

import socket
 
flag = 1
s = socket.socket()
s.connect(('127.0.0.1',8888))
while flag:
 input_msg = input('input>>>')
 if input_msg == '0':
  break
 s.sendall(input_msg.encode())
 msg = s.recv(1024)
 print(msg.decode())
 
s.close()

以上是python教程之select模組介紹的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！