利用Python的SocketServer架構編寫網路服務程式

1.前言：

       雖說用Python編寫簡單的網路程式很方便，但複雜一點的網路程式還是用現成的架構比較好。這樣就可以專心事務邏輯，而不是通訊端的各種細節。SocketServer模組簡化了編寫網路服務程式的任務。同時SocketServer模組也是Python標準庫中很多伺服器架構的基礎。

 

 

2.網路服務類：

SocketServer提供了4個基本的服務類：

TCPServer針對TCP通訊端流

UDPServer針對UDP資料通訊端

UnixStreamServer和UnixDatagramServer針對UNIX域通訊端，不常用。

它們的繼承關係如下：

+------------+| BaseServer |+------------+      |      v+-----------+        +------------------+| TCPServer |------->| UnixStreamServer |+-----------+        +------------------+      |      v+-----------+        +--------------------+| UDPServer |------->| UnixDatagramServer |+-----------+        +--------------------+

2.1非同步處理：

       這個四個服務類都是同步處理請求的。一個請求沒處理完不能處理下一個請求。要想支援非同步模型，可以利用多繼承讓server類繼承ForkingMixIn 或 ThreadingMixIn mix-in
classes。

       ForkingMixIn利用多進程（分叉）實現非同步。

       ThreadingMixIn利用多線程實現非同步。

 

 

3.請求處理類：

        要實現一項服務，還必須派生一個handler class請求處理類，並重寫父類的handle()方法。handle方法就是用來專門是處理請求的。該模組是通過服務類和請求處理類組合來處理請求的。

        SocketServer模組提供的請求處理類有BaseRequestHandler，以及它的衍生類別StreamRequestHandler和DatagramRequestHandler。從名字看出可以一個處理流式通訊端，一個處理資料通訊端。

 

 

4.總結用SocketServer建立一個服務的步驟：

1.建立一個request handler class（請求處理類），繼承自BaseRequestHandler class並重寫它的handle()方法，該方法將處理到的請求。
2.執行個體化一個server class對象，並將服務的地址和之前建立的request handler class傳遞給它。
3.調用server class對象的handle_request() 或 serve_forever()方法來開始處理請求。

 

一個基於SocketServer的伺服器樣本：

from SocketServer import TCPServer,StreamRequestHandler#定義請求處理類class Handler(StreamRequestHandler):def handle(self):addr = self.request.getpeername()print 'Got connection from ',addrself.wfile.write('Thank you for connecting')server = TCPServer(('',1234), handler)#執行個體化服務類對象server.server_forever()#開啟服務

 

 

5.實現非同步，支援多串連

        前面介紹服務類時提到過，四個基本的服務類預設是同步模型的。要想支援非同步可以利用多繼承從ForkingMixIn 或ThreadingMixInmix-in
classes和一個基本的服務類繼承來定義一個支援非同步服務類。比如：

class Server(ThreadingMixIn, TCPServer): pass

        

         ForkingMixIn 要考慮進程間的通訊。ThreadingMixIn要考慮線程訪問同一變數時的同步和互斥。

 

 一個使用了多執行緒的伺服器樣本：

from SocketServer import TCPServer, ThreadingMixIn, StreamRequestHandler#定義支援多線程的服務類，注意是多繼承class Server(ThreadingMixIn, TCPServer): pass#定義請求處理類class Handler(StreamRequestHandler)：def handle(self):addr = self.request.getpeername()print 'Got connection from ',addrself.wfile.write('Thank you for connection')server = Server(('', 1234), Handler)#執行個體化服務類server.serve_forever()#開啟服務

 

 

6.參考：

書 《Python基礎教程（第2版）》

Python線上文檔http://docs.python.org/2/library/socketserver.html