python成長之路【第十篇】：淺析python select模塊

一、select介紹

select()的機制中提供一fd_set的數據結構，實際上是一long類型的數組， 每一個數組元素都能與一打開的文件句柄（不管是Socket句柄，還是其他文件或命名管道或設備句柄）建立聯系，建立聯系的工作由程序員完成， 當調用select()時，由內核根據IO狀態修改fd_set的內容，由此來通知執行了select()的進程哪一Socket或文件可讀或可寫。主要用於Socket通信當中。

總結：select主要用於socket通信當中，能監視我們需要的文件描述變化。

 

二、非阻塞式I/O編程特點

　　2.1、如果一個發現I/O有輸入，讀取的過程中，另外一個也有了輸入，這時候不會產生任何反應.這就需要你的程序語句去用到select函數的時候才知道有數據輸入。
　　2.2、程序去select的時候，如果沒有數據輸入，程序會一直等待，直到有數據為止，也就是程序中無需循環和sleep。

　　Select在Socket編程中還是比較重要的，可是對於初學Socket的人來說都不太愛用Select寫程序，他們只是習慣寫諸如connect、accept、recv或recvfrom這樣的阻塞程序（所謂阻塞方式block，顧名思義，就是進程或是線程執行到這些函數時必須等待某個事件的發生，如果事件沒有發生，進程或線程就被阻塞，函數不能立即返回）。

　　可是使用Select就可以完成非阻塞（所謂非阻塞方式non-block，就是進程或線程執行此函數時不必非要等待事件的發生，一旦執行肯定返回，以返回值的不同來反映函數的執行情況，如果事件發生則與阻塞方式相同，若事件沒有發生，則返回一個代碼來告知事件未發生，而進程或線程繼續執行，所以效率較高）方式工作的程序，它能夠監視我們需要監視的文件描述符的變化情況——讀寫或是異常。

　　返回值：准備就緒的描述符數，若超時則返回0，若出錯則返回-1。

 

三、示例

示例1：模擬select，同時監聽多個端口

import socket
import select

sk1 = socket.socket()
sk1.bind(('0.0.0.0', 8001))
sk1.listen()

sk2 = socket.socket()
sk2.bind(('0.0.0.0', 8002))
sk2.listen()

sk3 = socket.socket()
sk3.bind(('0.0.0.0', 8003))
sk3.listen()

inputs = [sk1, sk2, sk3, ]

while True:
    r_list, w_list, e_list = select.select(inputs,[],inputs,1)
    for sk in r_list:
        # conn表示每一個連接對象
        conn, address = sk.accept()
        conn.sendall(bytes('hello', encoding='utf-8'))
        conn.close()

    for sk in e_list:
        inputs.remove(sk)

解釋：
    # select內部自動監聽sk1,sk2,sk3三個對象，監聽三個句柄是否發生變化，把發生變化的元素放入r_list中。
    # 如果有人連接sk1，則r_list = [sk1]
    # 如果有人連接sk1和sk2，則r_list = [sk1,sk2]
    # select中第1個參數表示inputs中發生變化的句柄放入r_list。
    # select中第2個參數表示[]中的值原封不動的傳遞給w_list。
    # select中第3個參數表示inputs中發生錯誤的句柄放入e_list。
    # 參數1表示1秒監聽一次
     # 當有用戶連接時，r_list里面的內容[<socket.socket fd=220, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('0.0.0.0', 8001)>]

import socket

obj = socket.socket()
obj.connect(('127.0.0.1', 8001))

content = str(obj.recv(1024), encoding='utf-8')
print(content)

obj.close()

# 客戶端c2.py
import socket

obj = socket.socket()
obj.connect(('127.0.0.1', 8002))

content = str(obj.recv(1024), encoding='utf-8')
print(content)

obj.close()

 

示例2：IO多路復用--使用socket模擬多線程，並實現讀寫分離

#使用socket模擬多線程，使多用戶可以同時連接
import socket
import select

sk1 = socket.socket()
sk1.bind(('0.0.0.0', 8001))
sk1.listen()

inputs = [sk1, ]
outputs = []
message_dict = {}

while True:
    r_list, w_list, e_list = select.select(inputs, outputs, inputs, 1)
    print('正在監聽的socket對象%d' % len(inputs))
    print(r_list)
    for sk1_or_conn in r_list:
        #每一個連接對象
        if sk1_or_conn == sk1:
            # 表示有新用戶來連接
            conn, address = sk1_or_conn.accept()
            inputs.append(conn)
            message_dict[conn] = []
        else:
            # 有老用戶發消息了
            try:
                data_bytes = sk1_or_conn.recv(1024)
            except Exception as ex:
                # 如果用戶終止連接
                inputs.remove(sk1_or_conn)
            else:
                data_str = str(data_bytes, encoding='utf-8')
                message_dict[sk1_or_conn].append(data_str)
                outputs.append(sk1_or_conn)

    #w_list中僅僅保存了誰給我發過消息
    for conn in w_list:
        recv_str = message_dict[conn][0]
        del message_dict[conn][0]
        conn.sendall(bytes(recv_str+'好', encoding='utf-8'))
        outputs.remove(conn)

    for sk in e_list:

        inputs.remove(sk)

import socket

obj = socket.socket()
obj.connect(('127.0.0.1', 8001))

while True:
    inp = input('>>>')
    obj.sendall(bytes(inp, encoding='utf-8'))
    ret = str(obj.recv(1024),encoding='utf-8')
    print(ret)

obj.close()