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小白对异步IO的理解(二)
2018-11-14 12:08:19 】 浏览:330
Tags:小白 异步 理解
ime : 2.0327329635620117

感觉被骗了,速度还是跟第一个一样啊,看来非阻塞IO并没有什么速度上的提升啊,问题出在哪里呢?看代码发现多了两个while循环:

 1 while True:
 2     try:
 3         sock.send("GET / HTTP/1.1\r\nHost: www.baidu.com\r\nConnection: Close\r\n\r\n".encode("utf-8"))
 4         # 直到send 不抛出异常,就发送成功了 
 5         break
 6     except OSError:
 7         pass
 8 while True:
 9     try:
10         response = sock.recv(1024)
11         break
12     except OSError:
13         pass

因为把socket设置为非阻塞模式了,所以CPU并不知道IO什么时候就绪,所以必须在这里不停的尝试,直到IO可以使用了为止。

虽然 connect() 和 recv() 不再阻塞主程序,空出来的时间段CPU没有空闲着,但并没有利用好这空闲去做其他有意义的事情,而是在循环尝试读写 socket (不停判断非阻塞调用的状态是否就绪)。

有没有办法让CPU空闲出来的时间,不用来不停的询问IO,而是干别的更有意义的事情呢,等IO就绪后再通知CPU回来处理呢?当然有了,那就是回调。

4. 改进3-回调

操作系统已经把IO状态的改变封装成了事件,如可读事件、可写事件。并且可以为这些事件绑定处理函数。所以我们可以使用这种方式,为socket的IO状态的变化绑定处理函数,交给系统进行调动,这样就是回调方式。python的select模块支持这样的操作。

代码如下:

 1 import socket
 2 from selectors import DefaultSelector, EVENT_WRITE, EVENT_READ
 3 import sys
 4 selector = DefaultSelector()
 5 stopped = False
 6 urls_todo = []
 7  
 8 class Crawler:
 9     def __init__(self, url):
10         self.url = url
11         self.sock = None
12         self.response = b''
13  
14     def fetch(self):
15         self.sock = socket.socket()
16         self.sock.setblocking(False)
17         try:
18             self.sock.connect(('www.baidu.com', 80))
19         except BlockingIOError:
20             pass
21         selector.register(self.sock.fileno(), EVENT_WRITE, self.connected)
22  
23     def connected(self, key, mask):
24         selector.unregister(key.fd)
25         get = 'GET {0} HTTP/1.0\r\nHost: www.baidu.com\r\n\r\n'.format(self.url)
26         self.sock.send(get.encode('ascii'))
27         selector.register(key.fd, EVENT_READ, self.read_response)
28  
29     def read_response(self, key, mask):
30         global stopped
31         # 如果响应大于4KB,下一次循环会继续读
32         chunk = self.sock.recv(4096)
33         if chunk:
34             self.response += chunk
35         else:
36             selector.unregister(key.fd)
37             urls_todo.remove(self.url)
38             if not urls_todo:
39                 stopped = True
40  
41 def loop():
42     while not stopped:
43         # 阻塞, 直到一个事件发生
44         events = selector.select()
45         for event_key, event_mask in events:
46             callback = event_key.data
47             callback(event_key, event_mask)
48  
49 if __name__ == '__main__':
50     import time
51     start = time.time()
52     for i in range(int(sys.argv[1])):
53         urls_todo.append("/"+str(i))
54         crawler = Crawler("/"+str(i))
55         crawler.fetch()
56     loop()
57     print("spend time : %s" %(time.time()-start))  

监控socket的状态,如果变为可写的,就往里面写数据

selector.register(self.sock.fileno(), EVENT_WRITE, self.connected)

监控socket的状态,如果变为可读的,就外读数据

selector.register(key.fd, EVENT_READ, self.read_response)

测试一下速度:

1 ?  python3 4.py 10
2 spend time : 0.03910994529724121
3 ?  python3 4.py 20
4 spend time : 0.04195284843444824

我们看到速度已经有个一个质的飞跃了,但是回调用一些严重的问题,会破坏代码的本来的逻辑结构,造成代码可读性很差。

比如我们有函数 funcA,funcB,funcC三个函数,如果funcC处理的结果依赖于funcB的处理结果,funcB的处理结果依赖于funcA的处理结果,而funcA又是回调的方式调用的,所以就不知道funcA什么时候返回,所以只能将后续的处理都作为callback的方式传入funcA中,让funcA执行完了可以执行funcB,funcB执行完了可以执行funcC,看起来像下面这样:

funcA(funcB(funcC()))

这就形成了一个链式的回调,跟最初的代码逻辑完全相反,本来的逻辑应该是这样的。

funcC(funcB(funcA()))

因为这样的链式回调的出现,导致了理解代码逻辑困难,并且错误处理困难。

有没有方法避免这种地狱式的链式回调的呢?

5 .改进4-利用生成器

可以利用python的生成器,把发请求的函数写成一个生成器,然后只监控IO的状态,当IO状态发生改变之后,就给生成器传送值,驱动生成器进行下一步操作,这样就可以避免回调了,具体实现如下:

 1 import select
 2 import socket
 3 import time
 4 import sys
 5  
 6 num = int(sys.argv[1])
 7  
 8 def coroutine():
 9     sock = socket.socket()
10     sock.setblocking(0)
11
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