web前端三大主流架構之Python非同步架構如何工作？

這篇文章我們從 socket 編程的例子來看看 Python 非同步架構是如何工作的，需要瞭解下簡單的 socket 編程以及 Linux 提供的 I/O 複用機制。 Python 非同步架構也是基於作業系統底層提供的 I/O 複用機制來實現的，比如 linux 下可以使用 select/poll/epoll 等。 我們先看個簡單的 python socket server 例子，Python 代碼使用 Python3，確保可以使用 selectors 模組。

一個執行個體

import socketHOST = 'localhost'    # The remote hostPORT = 8888 # Arbitrary non-privileged portwith socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:    s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)    s.bind((HOST, PORT))    s.listen(50)    while True:        conn, addr = s.accept()        print('Connected by', addr)        with conn:            while 1:                data = conn.recv(1024)                if not data:                    break                conn.sendall(data)

我們下邊用一個 golang 的 tcp client 測試下它:

package mainimport (    "fmt"    "net"    "os"    "sync")func sendMessage(msg string) error {    conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:8888")    if err != nil {        return fmt.Errorf("error: %v", err)    }    defer conn.Close()    _, err = conn.Write([]byte("hello"))    if err != nil {        return fmt.Errorf("error: %v", err)    }    reply := make([]byte, 1024)    _, err = conn.Read(reply)    if err != nil {        println("Write to server failed:", err.Error())        os.Exit(1)    }    println("reply from server=", string(reply))    return nil}func main() {    var wg sync.WaitGroup    nbGoroutines := 20    wg.Add(nbGoroutines)    for k := 0; k < nbGoroutines; k++ {        go func() {            err := sendMessage("hello")            if err != nil {                fmt.Printf("fail: %v\n", err)            }            wg.Done()        }()    }    wg.Wait()}

使用 go 運行它可以看到輸出。

接下來我們使用 python3 提供的 selectros 來改造它，這個模組封裝了作業系統底層提供的 I/O 複用機制，比如 linux 上使用了 epoll。通過 I/O 複用機制我們可以監聽多個檔案描述符的可讀寫事件並且註冊回呼函數，擁有更好的並發效能。 先看 python3 的 selectors 文檔給的例子

import selectorsimport socketsel = selectors.DefaultSelector()def accept(sock, mask):    conn, addr = sock.accept()  # Should be ready    print('accepted', conn, 'from', addr)    conn.setblocking(False)    sel.register(conn, selectors.EVENT_READ, read)def read(conn, mask):    data = conn.recv(1000)  # Should be ready    if data:        print('echoing', repr(data), 'to', conn)        conn.send(data)  # Hope it won't block    else:        print('closing', conn)        sel.unregister(conn)        conn.close()sock = socket.socket()sock.bind(('localhost', 1234))sock.listen(100)sock.setblocking(False)sel.register(sock, selectors.EVENT_READ, accept)while True:  # 這其實就是通常在非同步架構中所說的 event loop 啦    events = sel.select()    for key, mask in events:        callback = key.data        callback(key.fileobj, mask)

我們來運行下這個 使用了 seelctors I/O 複用機制的 tcp echo server 看下輸出結果。

到這裡就差不多了，我們再繼續運行 go 寫的 tcp client 來測試它看結果。

在後邊教程中我們將使用 python 的 coroutine 而不是回呼函數來改造這個例子，這樣一來我們就能使用 async/await 來運行它了