web服务器-并发服务器2
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一.Web静态服务器-5-非堵塞模式
单进程非堵塞 模型
#coding=utf-8
from socket import *
import time # 用来存储所有的新链接的socket
g_socket_list = list() def main():
server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
server_socket.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR , 1)
server_socket.bind(('', 7890))
server_socket.listen(128)
# 将套接字设置为非堵塞
# 设置为非堵塞后，如果accept时，恰巧没有客户端connect，那么accept会
# 产生一个异常，所以需要try来进行处理
server_socket.setblocking(False) while True: # 用来测试
time.sleep(0.5) try:
newClientInfo = server_socket.accept()
except Exception as result:
pass
else:
print("一个新的客户端到来:%s" % str(newClientInfo))
newClientInfo[0].setblocking(False) # 设置为非堵塞
g_socket_list.append(newClientInfo) for client_socket, client_addr in g_socket_list:
try:
recvData = client_socket.recv(1024)
if recvData:
print('recv[%s]:%s' % (str(client_addr), recvData))
else:
print('[%s]客户端已经关闭' % str(client_addr))
client_socket.close()
g_socket_list.remove((client_socket,client_addr))
except Exception as result:
pass print(g_socket_list) # for test if __name__ == '__main__':
main()
web静态服务器-单进程非堵塞
import time
import socket
import sys
import re class WSGIServer(object):
"""定义一个WSGI服务器的类""" def __init__(self, port, documents_root): # 1. 创建套接字
self.server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2. 绑定本地信息
self.server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
self.server_socket.bind(("", port))
# 3. 变为监听套接字
self.server_socket.listen(128) self.server_socket.setblocking(False)
self.client_socket_list = list() self.documents_root = documents_root def run_forever(self):
"""运行服务器""" # 等待对方链接
while True: # time.sleep(0.5) # for test try:
new_socket, new_addr = self.server_socket.accept()
except Exception as ret:
print("-----1----", ret) # for test
else:
new_socket.setblocking(False)
self.client_socket_list.append(new_socket) for client_socket in self.client_socket_list:
try:
request = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
except Exception as ret:
print("------2----", ret) # for test
else:
if request:
self.deal_with_request(request, client_socket)
else:
client_socket.close()
self.client_socket_list.remove(client_socket) print(self.client_socket_list) def deal_with_request(self, request, client_socket):
"""为这个浏览器服务器"""
if not request:
return request_lines = request.splitlines()
for i, line in enumerate(request_lines):
print(i, line) # 提取请求的文件(index.html)
# GET /a/b/c/d/e/index.html HTTP/1.1
ret = re.match(r"([^/]*)([^ ]+)", request_lines[0])
if ret:
print("正则提取数据:", ret.group(1))
print("正则提取数据:", ret.group(2))
file_name = ret.group(2)
if file_name == "/":
file_name = "/index.html" # 读取文件数据
try:
f = open(self.documents_root+file_name, "rb")
except:
response_body = "file not found, 请输入正确的url"
response_header = "HTTP/1.1 404 not found\r\n"
response_header += "Content-Type: text/html; charset=utf-8\r\n"
response_header += "Content-Length: %d\r\n" % (len(response_body))
response_header += "\r\n" # 将header返回给浏览器
client_socket.send(response_header.encode('utf-8')) # 将body返回给浏览器
client_socket.send(response_body.encode("utf-8"))
else:
content = f.read()
f.close() response_body = content
response_header = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
response_header += "Content-Length: %d\r\n" % (len(response_body))
response_header += "\r\n" # 将header返回给浏览器
client_socket.send( response_header.encode('utf-8') + response_body) # 设置服务器服务静态资源时的路径
DOCUMENTS_ROOT = "./html" def main():
"""控制web服务器整体"""
# python3 xxxx.py 7890
if len(sys.argv) == 2:
port = sys.argv[1]
if port.isdigit():
port = int(port)
else:
print("运行方式如: python3 xxx.py 7890")
return print("http服务器使用的port:%s" % port)
http_server = WSGIServer(port, DOCUMENTS_ROOT)
http_server.run_forever() if __name__ == "__main__":
main()
二.Web静态服务器-6-epoll
IO 多路复用
就是我们说的select，poll，epoll，有些地方也称这种IO方式为event driven IO。
select/epoll的好处就在于单个process就可以同时处理多个网络连接的IO。
它的基本原理就是select，poll，epoll这个function会不断的轮询所负责的所有socket，当某个socket有数据到达了，就通知用户进程。
epoll简单模型
import socket
import select # 创建套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 设置可以重复使用绑定的信息
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1) # 绑定本机信息
s.bind(("",7788)) # 变为被动
s.listen(10) # 创建一个epoll对象
epoll = select.epoll() # 测试，用来打印套接字对应的文件描述符
# print(s.fileno())
# print(select.EPOLLIN|select.EPOLLET) # 注册事件到epoll中
# epoll.register(fd[, eventmask])
# 注意，如果fd已经注册过，则会发生异常
# 将创建的套接字添加到epoll的事件监听中
epoll.register(s.fileno(), select.EPOLLIN|select.EPOLLET) connections = {}
addresses = {} # 循环等待客户端的到来或者对方发送数据
while True: # epoll 进行 fd 扫描的地方 -- 未指定超时时间则为阻塞等待
epoll_list = epoll.poll() # 对事件进行判断
for fd, events in epoll_list: # print fd
# print events # 如果是socket创建的套接字被激活
if fd == s.fileno():
new_socket, new_addr = s.accept() print('有新的客户端到来%s' % str(new_addr)) # 将 conn 和 addr 信息分别保存起来
connections[new_socket.fileno()] = new_socket
addresses[new_socket.fileno()] = new_addr # 向 epoll 中注册 新socket 的 可读 事件
epoll.register(new_socket.fileno(), select.EPOLLIN|select.EPOLLET) # 如果是客户端发送数据
elif events == select.EPOLLIN:
# 从激活 fd 上接收
recvData = connections[fd].recv(1024).decode("utf-8") if recvData:
print('recv:%s' % recvData)
else:
# 从 epoll 中移除该 连接 fd
epoll.unregister(fd) # server 侧主动关闭该 连接 fd
connections[fd].close()
print("%s---offline---" % str(addresses[fd]))
del connections[fd]
del addresses[fd]
说明
- EPOLLIN （可读）
- EPOLLOUT （可写）
- EPOLLET （ET模式）
epoll对文件描述符的操作有两种模式：LT（level trigger）和ET（edge trigger）。LT模式是默认模式，LT模式与ET模式的区别如下：
LT模式：当epoll检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序可以不立即处理该事件。下次调用epoll时，会再次响应应用程序并通知此事件。
ET模式：当epoll检测到描述符事件发生并将此事件通知应用程序，应用程序必须立即处理该事件。如果不处理，下次调用epoll时，不会再次响应应用程序并通知此事件。
web静态服务器-epool
以下代码，支持http的长连接，即使用了Content-Length
import socket
import time
import sys
import re
import select class WSGIServer(object):
"""定义一个WSGI服务器的类""" def __init__(self, port, documents_root): # 1. 创建套接字
self.server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2. 绑定本地信息
self.server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
self.server_socket.bind(("", port))
# 3. 变为监听套接字
self.server_socket.listen(128) self.documents_root = documents_root # 创建epoll对象
self.epoll = select.epoll()
# 将tcp服务器套接字加入到epoll中进行监听
self.epoll.register(self.server_socket.fileno(), select.EPOLLIN|select.EPOLLET) # 创建添加的fd对应的套接字
self.fd_socket = dict() def run_forever(self):
"""运行服务器""" # 等待对方链接
while True:
# epoll 进行 fd 扫描的地方 -- 未指定超时时间则为阻塞等待
epoll_list = self.epoll.poll() # 对事件进行判断
for fd, event in epoll_list:
# 如果是服务器套接字可以收数据，那么意味着可以进行accept
if fd == self.server_socket.fileno():
new_socket, new_addr = self.server_socket.accept()
# 向 epoll 中注册 连接 socket 的 可读 事件
self.epoll.register(new_socket.fileno(), select.EPOLLIN | select.EPOLLET)
# 记录这个信息
self.fd_socket[new_socket.fileno()] = new_socket
# 接收到数据
elif event == select.EPOLLIN:
request = self.fd_socket[fd].recv(1024).decode("utf-8")
if request:
self.deal_with_request(request, self.fd_socket[fd])
else:
# 在epoll中注销客户端的信息
self.epoll.unregister(fd)
# 关闭客户端的文件句柄
self.fd_socket[fd].close()
# 在字典中删除与已关闭客户端相关的信息
del self.fd_socket[fd] def deal_with_request(self, request, client_socket):
"""为这个浏览器服务器""" if not request:
return request_lines = request.splitlines()
for i, line in enumerate(request_lines):
print(i, line) # 提取请求的文件(index.html)
# GET /a/b/c/d/e/index.html HTTP/1.1
ret = re.match(r"([^/]*)([^ ]+)", request_lines[0])
if ret:
print("正则提取数据:", ret.group(1))
print("正则提取数据:", ret.group(2))
file_name = ret.group(2)
if file_name == "/":
file_name = "/index.html" # 读取文件数据
try:
f = open(self.documents_root+file_name, "rb")
except:
response_body = "file not found, 请输入正确的url" response_header = "HTTP/1.1 404 not found\r\n"
response_header += "Content-Type: text/html; charset=utf-8\r\n"
response_header += "Content-Length: %d\r\n" % len(response_body)
response_header += "\r\n" # 将header返回给浏览器
client_socket.send(response_header.encode('utf-8')) # 将body返回给浏览器
client_socket.send(response_body.encode("utf-8"))
else:
content = f.read()
f.close() response_body = content response_header = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
response_header += "Content-Length: %d\r\n" % len(response_body)
response_header += "\r\n" # 将数据返回给浏览器
client_socket.send(response_header.encode("utf-8")+response_body) # 设置服务器服务静态资源时的路径
DOCUMENTS_ROOT = "./html" def main():
"""控制web服务器整体"""
# python3 xxxx.py 7890
if len(sys.argv) == 2:
port = sys.argv[1]
if port.isdigit():
port = int(port)
else:
print("运行方式如: python3 xxx.py 7890")
return print("http服务器使用的port:%s" % port)
http_server = WSGIServer(port, DOCUMENTS_ROOT)
http_server.run_forever() if __name__ == "__main__":
main()
小总结
I/O 多路复用的特点：
通过一种机制使一个进程能同时等待多个文件描述符，而这些文件描述符（套接字描述符）其中的任意一个进入读就绪状态，epoll()函数就可以返回。 所以, IO多路复用，本质上不会有并发的功能，因为任何时候还是只有一个进程或线程进行工作，它之所以能提高效率是因为select\epoll 把进来的socket放到他们的 '监视' 列表里面，当任何socket有可读可写数据立马处理，那如果select\epoll 手里同时检测着很多socket， 一有动静马上返回给进程处理，总比一个一个socket过来,阻塞等待,处理高效率。
当然也可以多线程/多进程方式，一个连接过来开一个进程/线程处理，这样消耗的内存和进程切换页会耗掉更多的系统资源。 所以我们可以结合IO多路复用和多进程/多线程 来高性能并发，IO复用负责提高接受socket的通知效率，收到请求后，交给进程池/线程池来处理逻辑。
参考资料
- 如果想了解下epoll在Linux中的实现过程可以参考：http://blog.csdn.net/xiajun07061225/article/details/9250579
三.Web静态服务器-7-gevent版
from gevent import monkey
import gevent
import socket
import sys
import re monkey.patch_all() class WSGIServer(object):
"""定义一个WSGI服务器的类""" def __init__(self, port, documents_root): # 1. 创建套接字
self.server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 2. 绑定本地信息
self.server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
self.server_socket.bind(("", port))
# 3. 变为监听套接字
self.server_socket.listen(128) self.documents_root = documents_root def run_forever(self):
"""运行服务器""" # 等待对方链接
while True:
new_socket, new_addr = self.server_socket.accept()
gevent.spawn(self.deal_with_request, new_socket) # 创建一个协程准备运行它 def deal_with_request(self, client_socket):
"""为这个浏览器服务器"""
while True:
# 接收数据
request = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
# print(gevent.getcurrent())
# print(request) # 当浏览器接收完数据后，会自动调用close进行关闭，因此当其关闭时，web也要关闭这个套接字
if not request:
new_socket.close()
break request_lines = request.splitlines()
for i, line in enumerate(request_lines):
print(i, line) # 提取请求的文件(index.html)
# GET /a/b/c/d/e/index.html HTTP/1.1
ret = re.match(r"([^/]*)([^ ]+)", request_lines[0])
if ret:
print("正则提取数据:", ret.group(1))
print("正则提取数据:", ret.group(2))
file_name = ret.group(2)
if file_name == "/":
file_name = "/index.html" file_path_name = self.documents_root + file_name
try:
f = open(file_path_name, "rb")
except:
# 如果不能打开这个文件，那么意味着没有这个资源，没有资源 那么也得需要告诉浏览器 一些数据才行
# 404
response_body = "没有你需要的文件......".encode("utf-8") response_headers = "HTTP/1.1 404 not found\r\n"
response_headers += "Content-Type:text/html;charset=utf-8\r\n"
response_headers += "Content-Length:%d\r\n" % len(response_body)
response_headers += "\r\n" send_data = response_headers.encode("utf-8") + response_body client_socket.send(send_data) else:
content = f.read()
f.close() # 响应的body信息
response_body = content
# 响应头信息
response_headers = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
response_headers += "Content-Type:text/html;charset=utf-8\r\n"
response_headers += "Content-Length:%d\r\n" % len(response_body)
response_headers += "\r\n"
send_data = response_headers.encode("utf-8") + response_body
client_socket.send(send_data) # 设置服务器服务静态资源时的路径
DOCUMENTS_ROOT = "./html" def main():
"""控制web服务器整体"""
# python3 xxxx.py 7890
if len(sys.argv) == 2:
port = sys.argv[1]
if port.isdigit():
port = int(port)
else:
print("运行方式如: python3 xxx.py 7890")
return print("http服务器使用的port:%s" % port)
http_server = WSGIServer(port, DOCUMENTS_ROOT")
http_server.run_forever() if __name__ == "__main__":
main()
四.知识扩展-C10K问题
参考文章 :
《单台服务器并发TCP连接数到底可以有多少》 http://www.52im.net/thread-561-1-1.html
《上一个10年，著名的C10K并发连接问题》 http://www.52im.net/thread-566-1-1.html
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