Python 协程检测Kubernetes服务端口

一、需求分析

在上一篇文章，链接如下：

https://www.cnblogs.com/xiao987334176/p/10237551.html

已经得到了需要的数据，现在需要对这些端口做检测，判断端口是否正常！

实际情况是，有上百个端口需要检测。如果一个个检测，可能需要花费几分钟的时间，效率不够快！

那么首先想到的就是多进程，但是一个进程会消耗一个CPU。

在不影响性能的情况下，最快的办法，就是使用协程。它是异步的，遇到io会自动切换！

二、协程

介绍

协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制。协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈，直接操作栈则基本没有内核切换的开销，可以不加锁的访问全局变量，所以上下文的切换非常快。

关于 进程、线程和协程的理解，请参考链接：

https://www.cnblogs.com/guolei2570/p/8810536.html

这篇文章，有大量的图片解释，通俗易懂！

安装

使用协程，需要安装模块

pip3 install gevent

什么是猴子补丁(monkey patch)

monkey patch指的是在执行时动态替换,通常是在startup的时候.
用过gevent就会知道,会在最开头的地方gevent.monkey.patch_all();把标准库中的thread/socket等给替换掉.这样我们在后面使用socket的时候能够跟寻常一样使用,无需改动不论什么代码,可是它变成非堵塞的了.

使用

导入模块时，必须要导入猴子补丁

from gevent import monkey; monkey.patch_all()
import gevent

示例

from gevent import monkey;monkey.patch_all()
# 它会把下面导入的所有的模块中的IO操作都打成一个包，gevent就能够认识这些IO了
import time
import gevent

def eat():
    print('eating1')
    time.sleep(1)  # 延时调用
    print(time.time(),'eating2')

def play():
    print('playing1')
    time.sleep(1)  # 延时调用
    print(time.time(),'playing2')

g1 = gevent.spawn(eat)  # 创建一个协程对象g1
g2 = gevent.spawn(play)
g1.join()  # 等待g1结束
g2.join()

执行输出：

eating1
playing1
1546917759.6040378 eating2
1546917759.6040378 playing2

看时间戳，可以发现，即使睡眠了1秒，2个函数几乎是同时运行的

三、正式代码

#!/usr/bin/env python
# coding: utf-8
import os
import json
import time
import socket
from gevent import monkey;monkey.patch_all()
import gevent

# data = ""
# with open('test.json') as f:
#     data = json.loads(f.read())

# api整理好的json数据
data = {"voucher-center-master": [
    {"server_port": 8012, "ip": "192.169.167.105", "pod_name": "voucher-center-rc-p20kk", "nodeName": "job-node149",
     "beejob_port": 3011},
    {"server_port": 8012, "ip": "192.169.183.26", "pod_name": "voucher-center-rc-vknkt", "nodeName": "job-node137",
     "beejob_port": 3011},
    {"server_port": 8012, "ip": "192.169.242.29", "pod_name": "voucher-center-rc-0x482", "nodeName": "job-node145",
     "beejob_port": 3011},
    {"server_port": 8012, "ip": "192.169.76.159", "pod_name": "voucher-center-rc-xtxfb", "nodeName": "job-node151",
     "beejob_port": 3011},
    {"server_port": 8012, "ip": "192.169.98.159", "pod_name": "voucher-center-rc-n9wkl", "nodeName": "job-node147",
     "beejob_port": 3011}]}

class CheckServer(object):  # 检查服务端口
    def __init__(self):
        self.process_list = []  # 进程列表

    def check_tcp(self, ip, port, timeout=1):
        """
        检测tcp端口
        :param ip: ip地址
        :param port: 端口号
        :param timeout: 超时时间
        :return: bool
        """
        flag = False
        try:
            socket.setdefaulttimeout(timeout)  # 整个socket层设置超时时间
            cs = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
            address = (str(ip), int(port))
            status = cs.connect_ex((address))  # 开始连接
            cs.settimeout(timeout)

            if not status:
                flag = True

            return flag
        except Exception as e:
            print("error:%s" % e)
            return flag

    def write_log(self, content):
        """
        写入日志文件
        :param content: 写入内容
        :return:
        """
        path = "output.log"  # 日志文件
        with open(path, mode='a+', encoding='utf-8') as f:
            content = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') + ' ' + content + "\n"
            print(content)
            f.write(content)

    def run(self, name, ip, port, category):
        """
        运行程序
        :param name: 名称
        :param ip: ip
        :param port: 端口
        :param category: 类别
        :return:
        """
        self.write_log("name:{} {}_ip:{} 检查端口: {} 状态:{}".format(name, category, ip, port, self.check_tcp(ip, port)))

    def main(self):
        for i in data:  # 遍历字典
            # print("name",i)
            for j in data[i]:  # 遍历节点数据
                if j.get('server_port'):  # 获取server_port
                    if j.get('ip'):
                        ip = j['ip']
                        port = j['server_port']
                        # 添加到进程列表中
                        self.process_list.append(gevent.spawn(self.run, i, ip, port, 'server'))

                if j.get('beejob_port'):  # 获取beejob_port
                    if j.get('ip'):
                        ip = j['ip']
                        port = j['beejob_port']
                        # 添加到进程列表中
                        self.process_list.append(gevent.spawn(self.run, i, ip, port, 'beejob'))

        return self.process_list

if __name__ == '__main__':
    startime = time.time()  # 开始时间
    process_list = CheckServer().main()
    gevent.joinall(process_list)  # 使用协程执行所有协程

    endtime = time.time()
    take_time = endtime - startime

    if take_time < 1:  # 判断不足1秒时
        take_time = 1  # 设置为1秒
    # 计算花费时间
    m, s = divmod(take_time, 60)
    h, m = divmod(m, 60)

    print("本次花费时间 %02d:%02d:%02d" % (h, m, s))

执行输出：

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master server_ip:192.169.167.105 检查端口: 8012 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master beejob_ip:192.169.167.105 检查端口: 3011 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master server_ip:192.169.183.26 检查端口: 8012 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master beejob_ip:192.169.183.26 检查端口: 3011 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master server_ip:192.169.242.29 检查端口: 8012 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master beejob_ip:192.169.242.29 检查端口: 3011 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master server_ip:192.169.76.159 检查端口: 8012 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master beejob_ip:192.169.76.159 检查端口: 3011 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master server_ip:192.169.98.159 检查端口: 8012 状态:False

2019-01-08 11:27:54 name:voucher-center-master beejob_ip:192.169.98.159 检查端口: 3011 状态:False

本次花费时间 00:00:01

可以发现，即使有那么多端口，1秒钟就完成了，使用协程非常的高效！