1. IO阻塞模型
IO问题:
输入输出
我要一个用户名用来执行登陆操作,问题用户名需要用户输入,输入需要耗时, 如果输入没有完成,后续逻辑无法继续,所以默认的处理方式就是 等
将当前进程阻塞住,切换至其他进程执行,等到按下回车键,拿到了一个用户名,再唤醒刚才的进程,将状态调整为就绪态
以上处理方案 就称之为阻塞IO模型
存在的问题:
当执行到recv时,如果对象并没有发送数据,程序阻塞了,无法执行其他任务
解决方案:
1.1 多线程或多进程
当客户端并发量非常大的时候,服务器可能就无法开启新的线程或进程,如果不对数量加以限制 服务器就崩溃了
1.2 线程池或进程池
首先限制了数量 保证服务器正常运行,但是问题是,如果客户端都处于阻塞状态,这些线程也阻塞了
1.3 协程
使用一个线程处理所有客户端,当一个客户端处于阻塞状态时可以切换至其他客户端任务
2.非阻塞IO模型
阻塞IO模型在执行recv 和 accept 时 都需要经历wait_data
非阻塞IO即 在执行recv 和accept时 不会阻塞 可以继续往下执行
如何使用:
将server的blocking设置为False 即设置非阻塞
存在的问题 :
这样一来 你的进程 效率 非常高 没有任何的阻塞
很多情况下 并没有数据需要处理,但是我们的进程也需要不停的询问操作系统 会导致CPU占用过高
而且是无意义的占用
案例:使用server
import socket
import timeserver = socket.socket()
server.bind(('192.168.13.29', 8080))
server.listen()
server.setblocking(False) # 默认为阻塞,设置为False 表示非阻塞# 用来存储客户端的列表
clients = []
# 用来存储需要发送的数据和客户端对象
msgs = []# 链接客户端的循环
while True:
try:
client, addr = server.accept() # 接收三次握手信息
# 如果有人链接成功,那么就把客户端对象添加到列表
clients.append(client)
except BlockingIOError as e:
# 实验效果,设置等待时间
time.sleep(0.01) # 收取数据的操作,遍历客户端列表,此处因为如果客户端
# 将链接断开,那么就不能存在列表中了,所以需要删除,
# 而并不能在for 循环中不能操作原列表,所以切片,会得到一个新的列表
for c in clients[:]:
try: # 可能这个客户端还没没有数据过来
# 开始通讯任务
data = c.recv(2048)
if not data:
c.close()
# 如果客户端断开,会一直收空。所以直接删除该客户端
clients.remove(c)
# c.send(data.upper()) # 此处如果这样写。如果缓存区满了,这个数据就丢了
# 由于此处捕获了异常,所以因该单独来处理发送数据
msgs.append((c, data)) # 将客户端对象与需要发送的信息以元祖的格式存放至字典中
except BlockingIOError as e:
pass
# print('这个客户端还不需要处理。。。。')
except ConnectionResetError:
# 断开后删除这个客户端
c.close()
clients.remove(c) # 制作发送数据的操作
# 遍历存放客户端对象与需要发送信息的列表,然后将信息发送给客户端
for i in msgs[:]:
try:
c, msg = i # 因为i存储的两个数据,是元祖,所以使用解压赋值
c.send(msg.upper())
msgs.remove(i) # 如果发送成功! 删除这个客户端对象与数据
except BlockingIOError:
pass
Vode
3.多路复用
案例: 使用select 模块
import socket
import time
import select# 使用select模块来实现
server = socket.socket()
server.bind(('192.168.13.29', 8080))
server.listen()'''
select需要三个参数
参数1:rlist 里面存储需要被检测是否可读(是否可以执行recv)的socket对象
参数2:wlist 里面存储需要被检测是否可写(是否可以执行send)的socket对象
参数3:xlist存储你需要关注异常条件,忽略即可
参数4:timeout 检测超时时间,一段时间后还是没有可以被处理的socket 那就返回空列表
返回值: 三个列表
1. 已经有数据到达的socket对象
2. 可以发送数据的socket对象
3.忽略。。。。。
'''
# 此处之所以添加server 是把server添加到select中检测是否有用户连接
rlist = [server, ]# 存储要发送的数据和socket
wlist = []# 要发送的数据和客户端的socket
msgs = []while True:
# 传入select所需的三个参数,返回的是有数据到达,或者可以发送数据的socket对象
ras, was, _ = select.select(rlist, wlist, []) # 阻塞直到socket可读或是可写
# 处理可读的socket
for s in ras:
# 判断列表中的s等于服务器的对象,那么就进行三次握手
if s == server:
client, addr = server.accept()
# 然后将客户端的套接字对象添加到rlist列表中
rlist.append(client)
else:
# 如果是客户端套接字对象
try:
# 那么就收数据
data = s.recv(2048)
if not data:
raise ConnectionResetError()
# 将客户端套接字对象存入待检测的wlist列表中
wlist.append(s)
# 将客户端套接字的对象与要发送的数据添加到msgs列表中
msgs.append((s, data))
except ConnectionResetError:
s.close()
rlist.remove(s)
if s in wlist: wlist.remove(s)
# 处理可写的socket,遍历检测后的was,
for s in was:
# 再遍历要发送的数据列表
for msg in msgs[:]:
# 如果需要发送的客户端等于需要发送数据的客户端
if msg[0] == s:
# 就将数据发送给这个客户端
s.send(msg[1].upper())
# 发送成功之后,删除已经无用的数据,并且需要将socket从wlist列表中删除
# 不删除会造成死循环,因为socket一直处于可写状态
msgs.remove(msg)
wlist.remove(s)