深入理解python中的select模块
简介
Python中的select模块专注于I/O多路复用，提供了select poll epoll三个方法(其中后两个在Linux中可用，windows仅支持select)，另外也提供了kqueue方法(freeBSD系统)
select方法
进程指定内核监听哪些文件描述符(最多监听1024个fd)的哪些事件，当没有文件描述符事件发生时，进程被阻塞；当一个或者多个文件描述符事件发生时，进程被唤醒。
当我们调用select()时：
1、上下文切换转换为内核态
2、将fd从用户空间复制到内核空间
3、内核遍历所有fd，查看其对应事件是否发生
4、如果没发生，将进程阻塞，当设备驱动产生中断或者timeout时间后，将进程唤醒，再次进行遍历
5、返回遍历后的fd
6、将fd从内核空间复制到用户空间
fd:filedescriptor文件描述符
fd_r_list,fd_w_list,fd_e_list=select.select(rlist,wlist,xlist,[timeout])
参数：可接受四个参数（前三个必须）
- rlist:waituntilreadyforreading
- wlist:waituntilreadyforwriting
- xlist:waitforan“exceptionalcondition”
- timeout:超时时间
返回值：三个列表
select方法用来监视文件描述符(当文件描述符条件不满足时，select会阻塞)，当某个文件描述符状态改变后，会返回三个列表
1、当参数1序列中的fd满足“可读”条件时，则获取发生变化的fd并添加到fd_r_list中
2、当参数2序列中含有fd时，则将该序列中所有的fd添加到fd_w_list中
3、当参数3序列中的fd发生错误时，则将该发生错误的fd添加到fd_e_list中
4、当超时时间为空，则select会一直阻塞，直到监听的句柄发生变化
当超时时间＝n(正整数)时，那么如果监听的句柄均无任何变化，则select会阻塞n秒，之后返回三个空列表，如果监听的句柄有变化，则直接执行。
实例：利用select实现一个可并发的服务端
importsocket
importselect
s=socket.socket()
s.bind(('127.0.0.1',8888))
s.listen(5)
r_list=[s,]
num=0
whileTrue:
rl,wl,error=select.select(r_list,[],[],10)
num+=1
print('countsis%s'%num)
print("rl'slengthis%s"%len(rl))
forfdinrl:
iffd==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())
exceptConnectionAbortedError:
r_list.remove(fd)
s.close()
importsocket
flag=1
s=socket.socket()
s.connect(('127.0.0.1',8888))
whileflag:
input_msg=input('input>>>')
ifinput_msg=='0':
break
s.sendall(input_msg.encode())
msg=s.recv(1024)
print(msg.decode())
s.close()
在服务端我们可以看到，我们需要不停的调用select，这就意味着：
1 当文件描述符过多时，文件描述符在用户空间与内核空间进行copy会很费时
2 当文件描述符过多时，内核对文件描述符的遍历也很浪费时间
3 select最大仅仅支持1024个文件描述符
poll与select相差不大，本文不作介绍
epoll方法：
epoll很好的改进了select：
1、epoll的解决方案在epoll_ctl函数中。每次注册新的事件到epoll句柄中时，会把所有的fd拷贝进内核，而不是在epoll_wait的时候重复拷贝。epoll保证了每个fd在整个过程中只会拷贝一次。
2、epoll会在epoll_ctl时把指定的fd遍历一遍（这一遍必不可少）并为每个fd指定一个回调函数，当设备就绪，唤醒等待队列上的等待者时，就会调用这个回调函数，而这个回调函数会把就绪的fd加入一个就绪链表。epoll_wait的工作实际上就是在这个就绪链表中查看有没有就绪的fd
3、epoll对文件描述符没有额外限制
select.epoll(sizehint=-1,flags=0)创建epoll对象
epoll.close()
Closethecontrolfiledescriptoroftheepollobject.关闭epoll对象的文件描述符
epoll.closed
Trueiftheepollobjectisclosed.检测epoll对象是否关闭
epoll.fileno()
Returnthefiledescriptornumberofthecontrolfd.返回epoll对象的文件描述符
epoll.fromfd(fd)
Createanepollobjectfromagivenfiledescriptor.根据指定的fd创建epoll对象
epoll.register(fd[,eventmask])
Registerafddescriptorwiththeepollobject.向epoll对象中注册fd和对应的事件
epoll.modify(fd,eventmask)
Modifyaregisteredfiledescriptor.修改fd的事件
epoll.unregister(fd)
Removearegisteredfiledescriptorfromtheepollobject.取消注册
epoll.poll(timeout=-1,maxevents=-1)
Waitforevents.timeoutinseconds(float)阻塞，直到注册的fd事件发生,会返回一个dict，格式为：{(fd1,event1),(fd2,event2),……(fdn,eventn)}
事件：
EPOLLINAvailableforread可读状态符为1 EPOLLOUTAvailableforwrite可写状态符为4 EPOLLPRIUrgentdataforread EPOLLERRErrorconditionhappenedontheassoc.fd发生错误状态符为8 EPOLLHUPHanguphappenedontheassoc.fd挂起状态 EPOLLETSetEdgeTriggerbehavior,thedefaultisLevelTriggerbehavior默认为水平触发，设置该事件后则边缘触发 EPOLLONESHOTSetone-shotbehavior.Afteroneeventispulledout,thefdisinternallydisabled EPOLLRDNORMEquivalenttoEPOLLIN EPOLLRDBANDPrioritydatabandcanberead. EPOLLWRNORMEquivalenttoEPOLLOUT EPOLLWRBANDPrioritydatamaybewritten. EPOLLMSGIgnored.
水平触发和边缘触发：
Level_triggered(水平触发，有时也称条件触发)：当被监控的文件描述符上有可读写事件发生时，epoll.poll()会通知处理程序去读写。如果这次没有把数据一次性全部读写完(如读写缓冲区太小)，那么下次调用epoll.poll()时，它还会通知你在上没读写完的文件描述符上继续读写，当然如果你一直不去读写，它会一直通知你！！！如果系统中有大量你不需要读写的就绪文件描述符，而它们每次都会返回，这样会大大降低处理程序检索自己关心的就绪文件描述符的效率！！！优点很明显：稳定可靠
Edge_triggered(边缘触发，有时也称状态触发)：当被监控的文件描述符上有可读写事件发生时，epoll.poll()会通知处理程序去读写。如果这次没有把数据全部读写完(如读写缓冲区太小)，那么下次调用epoll.poll()时，它不会通知你，也就是它只会通知你一次，直到该文件描述符上出现第二次可读写事件才会通知你！！！这种模式比水平触发效率高，系统不会充斥大量你不关心的就绪文件描述符！！！缺点：某些条件下不可靠
epoll实例：
importsocket
importselect
s=socket.socket()
s.bind(('127.0.0.1',8888))
s.listen(5)
epoll_obj=select.epoll()
epoll_obj.register(s,select.EPOLLIN)
connections={}
whileTrue:
events=epoll_obj.poll()
forfd,eventinevents:
print(fd,event)
iffd==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())
exceptBrokenPipeError:
epoll_obj.unregister(fd)
connections[fd].close()
delconnections[fd]
s.close()
epoll_obj.close()
importsocket
flag=1
s=socket.socket()
s.connect(('127.0.0.1',8888))
whileflag:
input_msg=input('input>>>')
ifinput_msg=='0':
break
s.sendall(input_msg.encode())
msg=s.recv(1024)
print(msg.decode())
s.close()
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对毛票票的支持。