使用select实现服务器并发

小蓝

2023 年 10 月 13 日

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Linux 技术杂烩

在网络编程中，服务器并发是一个重要的问题。当我们谈论并发时，我们是指服务器同时处理多个客户端请求的能力。在Python中，有多种方式可以实现这种并发性，其中一种就是使用select模块。

select模块提供了一组函数来监视I/O端口（例如套接字）的状态变化。当某个套接字准备好读取或写入数据时（或者出现异常条件），这些函数就会返回。

首先让我们来看看如何使用select实现一个简单的回显服务器：

import select
import socket

# 创建一个TCP/IP套接字
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.setblocking(0)

# 绑定到指定地址和端口
server_address = ('localhost', 10000)
print('starting up on %s port %s' % server_address)
server.bind(server_address)

# 监听连接请求
server.listen(5)

# 我们将要监视I/O操作的套接字列表。
inputs = [ server ]

while inputs:
    # 使用 select 来等待至少有一个套接字准备好进行处理。
    readable, writable, exceptional = select.select(inputs, [], [])

    # 处理每个准备好读取数据的套接字。
    for s in readable:
        if s is server:
            # 服务端socket可读表示有新连接到来.
            connection, client_address = s.accept()
            print('new connection from', client_address)
            connection.setblocking(0) 
            inputs.append(connection)
        else:
            # 客户端socket可读表示有数据到来.
            data = s.recv(1024)
            if data:
                print('received "%s" from %s' % (data, s.getpeername()))
                s.send(data)  # 回显数据
            else:
                print('closing', client_address, 'after reading no data')
                inputs.remove(s)  # 移除连接
                s.close()

这个服务器使用select.select()来监视套接字列表中的套接字，当有套接字准备好读取数据时，select.select()就会返回这些套接字的列表。然后服务器就可以从这些准备好的套接字中读取数据，并将其回显给客户端。

在上述代码中，我们首先创建了一个非阻塞的TCP/IP socket，并将其绑定到指定地址和端口。然后我们开始监听连接请求，并将server socket添加到inputs列表。

在主循环中，我们使用select.select()等待至少有一个socket准备好进行处理。当server socket可读时（即有新连接请求），我们就创建一个新的connection socket并添加到inputs列表；当connection socket可读时（即客户端发送了数据），我们就从该socket中读取并回显该数据；如果没有收到任何数据，则关闭该连接并从inputs列表移除对应项。

通过上述方式，服务器可以同时处理多个客户端请求，在一定程度上实现了并发性。但是需要注意，在Python标准库提供的select模块中，select.select()函数在Windows系统上只能处理socket，而在Unix/Linux系统上则可以处理任何类型的I/O。

总的来说，使用select模块可以实现服务器并发，并且代码相对简单易懂。但是由于其I/O模型的限制（例如每次调用select都需要遍历整个监视列表），当并发连接数较多时可能会有性能问题。因此，在实际应用中可能需要结合其他技术（例如多线程、多进程、异步I/O等）来进一步提高服务器并发性能。

以上就是使用select实现服务器并发的基本方法和相关注意事项。希望对你有所帮助！