Web静态服务器-6-epoll

IO 多路复用

就是我们说的select，poll，epoll，有些地方也称这种IO方式为event driven IO。

select/epoll的好处就在于单个process就可以同时处理多个网络连接的IO。

它的基本原理就是select，poll，epoll这个function会不断的轮询所负责的所有socket，当某个socket有数据到达了，就通知用户进程。

epoll简单模型

import socketimport select# 创建套接字s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 设置可以重复使用绑定的信息s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1)# 绑定本机信息s.bind(("",7788))# 变为被动s.listen(10)# 创建一个epoll对象epoll = select.epoll()# 测试，用来打印套接字对应的文件描述符# print(s.fileno())# print(select.EPOLLIN|select.EPOLLET)# 注册事件到epoll中# epoll.register(fd[, eventmask])# 注意，如果fd已经注册过，则会发生异常# 将创建的套接字添加到epoll的事件监听中epoll.register(s.fileno(), select.EPOLLIN|select.EPOLLET)connections = {}addresses = {}# 循环等待客户端的到来或者对方发送数据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.poll() ???# 对事件进行判断 ???for fd, events in epoll_list: ???????# print fd ???????# print events ???????# 如果是socket创建的套接字被激活 ???????if fd == s.fileno(): ???????????new_socket, new_addr = s.accept() ???????????print(‘有新的客户端到来%s‘ % str(new_addr)) ???????????# 将 conn 和 addr 信息分别保存起来 ???????????connections[new_socket.fileno()] = new_socket ???????????addresses[new_socket.fileno()] = new_addr ???????????# 向 epoll 中注册 新socket 的 可读 事件 ???????????epoll.register(new_socket.fileno(), select.EPOLLIN|select.EPOLLET) ???????# 如果是客户端发送数据 ???????elif events == select.EPOLLIN: ???????????# 从激活 fd 上接收 ???????????recvData = connections[fd].recv(1024).decode("utf-8") ???????????if recvData: ???????????????print(‘recv:%s‘ % recvData) ???????????else: ???????????????# 从 epoll 中移除该 连接 fd ???????????????epoll.unregister(fd) ???????????????# server 侧主动关闭该 连接 fd ???????????????connections[fd].close() ???????????????print("%s---offline---" % str(addresses[fd])) ???????????????del connections[fd] ???????????????del addresses[fd]

说明

• EPOLLIN （可读）
• EPOLLOUT （可写）
• EPOLLET （ET模式）

epoll对文件描述符的操作有两种模式：LT（level trigger）和ET（edge trigger）。LT模式是默认模式，LT模式与ET模式的区别如下：

LT模式：当epoll检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll时，会再次响应应用程序并通知此事件。ET模式：当epoll检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll时，不会再次响应应用程序并通知此事件。

web静态服务器-epool

以下代码，支持http的长连接，即使用了Content-Length

import socketimport timeimport sysimport reimport selectclass WSGIServer(object): ???"""定义一个WSGI服务器的类""" ???def __init__(self, port, documents_root): ???????# 1. 创建套接字 ???????self.server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) ???????# 2. 绑定本地信息 ???????self.server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) ???????self.server_socket.bind(("", port)) ???????# 3. 变为监听套接字 ???????self.server_socket.listen(128) ???????self.documents_root = documents_root ???????# 创建epoll对象 ???????self.epoll = select.epoll() ???????# 将tcp服务器套接字加入到epoll中进行监听 ???????self.epoll.register(self.server_socket.fileno(), select.EPOLLIN|select.EPOLLET) ???????# 创建添加的fd对应的套接字 ???????self.fd_socket = dict() ???def run_forever(self): ???????"""运行服务器""" ???????# 等待对方链接 ???????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 = self.epoll.poll() ???????????# 对事件进行判断 ???????????for fd, event in epoll_list: ???????????????# 如果是服务器套接字可以收数据，那么意味着可以进行accept ???????????????if fd == self.server_socket.fileno(): ???????????????????new_socket, new_addr = self.server_socket.accept() ???????????????????# 向 epoll 中注册 连接 socket 的 可读 事件 ???????????????????self.epoll.register(new_socket.fileno(), select.EPOLLIN | select.EPOLLET) ???????????????????# 记录这个信息 ???????????????????self.fd_socket[new_socket.fileno()] = new_socket ???????????????# 接收到数据 ???????????????elif event == select.EPOLLIN: ???????????????????request = self.fd_socket[fd].recv(1024).decode("utf-8") ???????????????????if request: ???????????????????????self.deal_with_request(request, self.fd_socket[fd]) ???????????????????else: ???????????????????????# 在epoll中注销客户端的信息 ???????????????????????self.epoll.unregister(fd) ???????????????????????# 关闭客户端的文件句柄 ???????????????????????self.fd_socket[fd].close() ???????????????????????# 在字典中删除与已关闭客户端相关的信息 ???????????????????????del self.fd_socket[fd] ???def deal_with_request(self, request, client_socket): ???????"""为这个浏览器服务器""" ???????if not request: ???????????return ???????request_lines = request.splitlines() ???????for i, line in enumerate(request_lines): ???????????print(i, line) ???????# 提取请求的文件(index.html) ???????# GET /a/b/c/d/e/index.html HTTP/1.1 ???????ret = re.match(r"([^/]*)([^ ]+)", request_lines[0]) ???????if ret: ???????????print("正则提取数据:", ret.group(1)) ???????????print("正则提取数据:", ret.group(2)) ???????????file_name = ret.group(2) ???????????if file_name == "/": ???????????????file_name = "/index.html" ???????# 读取文件数据 ???????try: ???????????f = open(self.documents_root+file_name, "rb") ???????except: ???????????response_body = "file not found, 请输入正确的url" ???????????response_header = "HTTP/1.1 404 not found\r\n" ???????????response_header += "Content-Type: text/html; charset=utf-8\r\n" ???????????response_header += "Content-Length: %d\r\n" % len(response_body) ???????????response_header += "\r\n" ???????????# 将header返回给浏览器 ???????????client_socket.send(response_header.encode(‘utf-8‘)) ???????????# 将body返回给浏览器 ???????????client_socket.send(response_body.encode("utf-8")) ???????else: ???????????content = f.read() ???????????f.close() ???????????response_body = content ???????????response_header = "HTTP/1.1 200 OK\r\n" ???????????response_header += "Content-Length: %d\r\n" % len(response_body) ???????????response_header += "\r\n" ???????????# 将数据返回给浏览器 ???????????client_socket.send(response_header.encode("utf-8")+response_body)# 设置服务器服务静态资源时的路径DOCUMENTS_ROOT = "./html"def main(): ???"""控制web服务器整体""" ???# python3 xxxx.py 7890 ???if len(sys.argv) == 2: ???????port = sys.argv[1] ???????if port.isdigit(): ???????????port = int(port) ???else: ???????print("运行方式如: python3 xxx.py 7890") ???????return ???print("http服务器使用的port:%s" % port) ???http_server = WSGIServer(port, DOCUMENTS_ROOT) ???http_server.run_forever()if __name__ == "__main__": ???main()

小总结

I/O 多路复用的特点：

通过一种机制使一个进程能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符（套接字描述符）其中的任意一个进入读就绪状态，epoll()函数就可以返回。 所以, IO多路复用，本质上不会有并发的功能，因为任何时候还是只有一个进程或线程进行工作，它之所以能提高效率是因为select\epoll 把进来的socket放到他们的 ‘监视‘ 列表里面，当任何socket有可读可写数据立马处理，那如果select\epoll 手里同时检测着很多socket， 一有动静马上返回给进程处理，总比一个一个socket过来,阻塞等待,处理高效率。

当然也可以多线程/多进程方式，一个连接过来开一个进程/线程处理，这样消耗的内存和进程切换页会耗掉更多的系统资源。 所以我们可以结合IO多路复用和多进程/多线程 来高性能并发，IO复用负责提高接受socket的通知效率，收到请求后，交给进程池/线程池来处理逻辑。

参考资料

• 如果想了解下epoll在Linux中的实现过程可以参考：http://blog.csdn.net/xiajun07061225/article/details/9250579

Web静态服务器-6-epoll

原文地址：https://www.cnblogs.com/jyue/p/10468713.html