Python 3.4 中新的 asyncio ： Servers、Protocols 和 Transports
在之前的一篇文章中，我介紹了Python 3.4 中新引入的 asyncio 模塊，我解釋了事件循環函數的注冊，執行以及延遲或取消調用的簡單使用方法。我將在這里演示更高級的例子，探索asyncio對服務器，客戶端編程，protocols以及transports的支持。
使用 Simple Protocol
asyncio.BaseProtocol 類是asyncio模塊中協議接口(protocol interface)的一個常見的基類。asyncio.Protocolclass 繼承自asyncio.BaseProtocol 并為stream protocols提供了一個接口。下面的代碼演示了asyncio.Protocol 接口的一個簡單實現，它的行為1就像一個echo server，同時，它還會在Python的控制臺中輸出一些信息。SimpleEchoProtocol 繼承自asyncio.Protocol，并且實現了3個方法：connection_made, data_received 以及 andconnection_lost:
import asyncioclass SimpleEchoProtocol(asyncio.Protocol): def connection_made(self, transport): """ Called when a connection is made. The argument is the transport representing the pipe connection. To receive data, wait for data_received() calls. When the connection is closed, connection_lost() is called. """ print("Connection received!") self.transport = transport
def data_received(self, data): """ Called when some data is received. The argument is a bytes object. """ print(data) self.transport.write(b'echo:') self.transport.write(data)
def connection_lost(self, exc): """ Called when the connection is lost or closed. The argument is an exception object or None (the latter meaning a regular EOF is received or the connection was aborted or closed). """ print("Connection lost! Closing server...") server.close()
loop = asyncio.get_event_loop() server = loop.run_until_complete(loop.create_server(SimpleEchoProtocol, 'localhost', 2222)) loop.run_until_complete(server.wait_closed())</pre>
你可以通過運行一個telnet客戶端程序，并且連接到localhost的2222端口來測試這個echo server。如果你正在使用這個端口，你可以將這個端口號修改為任何其他可以使用的端口。如果你使用默認的值，你可以在Python的控制臺中運行上面的代碼，之后在命令提示符或終端中運行 telnet localhost 2222。你將會看到 Connection received! 的信息顯示在Python的控制臺中。接下來，你在telnet的控制臺中輸入的任何字符都會以echo:跟上輸入的字符的形式展示出來，同時，在Python的控制臺中會顯示出剛才新輸入的字符。當你退出telnet控制臺時，你會看到Connection lost! Closing server... 的信息展示在Python的控制臺中。
舉個例子，如果你在開啟telnet之后輸入 abc，你將會在telnet的窗口中看到下面的消息：
echo:abecho:bcecho:c此外，在Python的控制臺中會顯示下面的消息：
Connection received! b'a' b'b' b'c' Connection lost! Closing server...在創建了一個名為loop的事件循環之后，代碼將會調用loop.run_until_complete來運行loop.create_server這個協程(coroutine)。這個協程創建了一個TCP服務器并使用protocol的工廠類綁定到指定主機的指定端口（在這個例子中是localhost上的2222端口，使用的工廠類是SimpleEchoProtocol）并返回一個Server的對象，以便用來停止服務。代碼將這個實例賦值給server變量。用這種方式，當建立一個客戶端連接時，會創建一個新的SimpleEchoProtocol的實例并且該類中的方法會被執行。
當成功的創建了一個連接之后，connection_made 方法里面的代碼輸出了一條消息，并將收到的內容作為一個參數賦值給transport成員變量，以便稍后在另一個方法中使用。
當收到了傳來的數據時，data_received方面里面的代碼會將收到的數據字節輸出，并且通過調用兩次self.transport.write 方法將echo: 和收到數據發送給客戶端。當然了，也可以只調用一次self.transport.write將所有的數據返回，但是我想更清楚的將發送echo:的代碼和發送收到的數據的代碼區分開來。
當連接關掉或者斷開時，connection_lost方法中的代碼將會輸出一條消息，并且調用server.close()；此時，那個在服務器關閉前一直運行的循環停止了運行。
使用 Clients and Servers
在上面的例子中，telnet是一個客戶端。asyncio模塊提供了一個協程方便你很容易的使用stream reader 和 writer來編寫服務端和客戶端。下面的代碼演示了一個簡單的echo server，該server監聽localhost上的2222端口。你可以在Python的控制臺中運行下面的代碼，之后在另一個Python的控制臺中運行客戶端的代碼作為客戶端。
import asyncio@asyncio.coroutine def simple_echo_server(): # Start a socket server, call back for each client connected. # The client_connected_handler coroutine will be automatically converted to a Task yield from asyncio.start_server(client_connected_handler, 'localhost', 2222)
@asyncio.coroutine def client_connected_handler(client_reader, client_writer): # Runs for each client connected # client_reader is a StreamReader object # client_writer is a StreamWriter object print("Connection received!") while True: data = yield from client_reader.read(8192) if not data: break print(data) client_writer.write(data)
loop = asyncio.get_event_loop() loop.run_until_complete(simple_echo_server()) try: loop.run_forever() finally: loop.close()</pre>
下面的代碼演示了一個客戶端程序連接了localhost上的2222端口，并且使用asyncio.StreamWriter對象寫了幾行數據，之后使用asyncio.StreamWriter對象讀取服務端返回的數據。
import asyncioLASTLINE = b'Last line.\n'
@asyncio.coroutine def simple_echo_client(): # Open a connection and write a few lines by using the StreamWriter object reader, writer = yield from asyncio.open_connection('localhost', 2222) # reader is a StreamReader object # writer is a StreamWriter object writer.write(b'First line.\n') writer.write(b'Second line.\n') writer.write(b'Third line.\n') writer.write(LASTLINE)
# Now, read a few lines by using the StreamReader object print("Lines received") while True: line = yield from reader.readline() print(line) if line == LASTLINE or not line: break writer.close()
loop = asyncio.get_event_loop() loop.run_until_complete(simple_echo_client())</pre>
你可以在不同的Python控制臺中執行客戶端的代碼。如果服務端正在運行，控制臺中會輸出下面的內容：
Lines received b'First line.\n' b'Second line.\n' b'Third line.\n' b'Last line.\n'執行服務端代碼的Python控制臺會顯示下面的內容：
Connection received! b'First line.\nSecond line.\nThird line.\nLast line.\n'首先，讓我們關注一下服務端的代碼。在創建完一個叫loop的事件循環之后，代碼會調用loop.run_until_complete來運行這個simple_echo_server協程。該協程調用asyncio.start_server協程來開啟一個socket服務器，綁定到指定的主機和端口號，之后，對每一個客戶端連接執行作為參數傳入的回調函數——client_connected_handler。在這個例子中，client_connected_handler是另一個協程，并且不會被自動的轉換為一個Task。除了協程(coroutine)之外，你可以指定一個普通的回調函數。