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Python探索之SocketServer詳解

更新時(shí)間：2017年10月28日 15:07:31 作者：Learn Python

這篇文章主要介紹了Python探索之SocketServer詳解，小編覺得還是比較不錯(cuò)的，這里分享給大家，供需要的朋友參考。

SocketServer，網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器，是Python標(biāo)準(zhǔn)庫中的一個(gè)模塊，其作用是創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。SocketServer模塊定義了一些類來處理諸如TCP、UDP、UNIX流和UNIX數(shù)據(jù)報(bào)之上的同步網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。

SocketServer模塊處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的功能，可以通過兩個(gè)主要的類來實(shí)現(xiàn)：一個(gè)是服務(wù)器類，一個(gè)是請(qǐng)求處理類。
服務(wù)器類處理通信問題，如監(jiān)聽一個(gè)套接字并接收連接等；

請(qǐng)求處理類處理“協(xié)議”問題，如解釋到來的數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)發(fā)回給客戶端等。

這種實(shí)現(xiàn)將服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)過程和請(qǐng)求處理的實(shí)現(xiàn)過程解耦，這意味著我們可以將不同的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)和請(qǐng)求處理實(shí)現(xiàn)結(jié)合起來來處理一些定制的協(xié)議，例如一個(gè)TCP服務(wù)器類和一個(gè)流請(qǐng)求處理類結(jié)合，處理基于TCP的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。同時(shí)，也可以基于SocketServer模塊中的服務(wù)器類和請(qǐng)求處理類，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層之上應(yīng)用層的服務(wù)器和請(qǐng)求處理實(shí)現(xiàn)，例如基于TCP服務(wù)器類實(shí)現(xiàn)HTTP服務(wù)器，基于流處理請(qǐng)求類實(shí)現(xiàn)HTTP請(qǐng)求處理類等。

服務(wù)器類

SocketServer模塊中定義了五種服務(wù)器類。
BaseServer(服務(wù)器的基類，定義了API)
TCPServer(使用TCP/IP套接字)
UDPServer(使用數(shù)據(jù)報(bào)套接字)
UnixStreamServer(使用UNIX域套接字，只適用UNIX平臺(tái))
UnixDatagramServer(使用UNIX域套接字，只適用UNIX平臺(tái))

1. 構(gòu)造服務(wù)器對(duì)象

要構(gòu)建一個(gè)服務(wù)器對(duì)象，需要向它傳遞一個(gè)地址server_address（服務(wù)器將在這個(gè)地址上監(jiān)聽請(qǐng)求），以及一個(gè)請(qǐng)求處理類RequestHandlerClass（不是請(qǐng)求處理實(shí)例）。服務(wù)器類基類的構(gòu)造函數(shù)如下：

class BaseServer:
 def __init__(self, server_address, RequestHandlerClass):
  """Constructor. May be extended, do not override."""
  self.server_address = server_address
  self.RequestHandlerClass = RequestHandlerClass
  self.__is_shut_down = threading.Event()
  self.__shutdown_request = False

后，可以構(gòu)造TCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServer。其中，TCPServer繼承自BaseServer，UDPServer和UnixStreamServer繼承自TCPServer，UnixDatagramServer繼承自UDPServer。各個(gè)服務(wù)器類型可以根據(jù)自己的特點(diǎn)對(duì)基類進(jìn)行擴(kuò)展，例如創(chuàng)建監(jiān)聽套接字、綁定監(jiān)聽地址和端口、進(jìn)行監(jiān)聽等。一旦實(shí)例化服務(wù)器對(duì)象，便可以使用服務(wù)器的方法來監(jiān)聽和處理請(qǐng)求。

2. 實(shí)現(xiàn)服務(wù)器

由于SocketServer模塊中定義的五種服務(wù)器類中，除了基類BaseServer和TCPServer外，其余的三個(gè)類都是直接或間接地繼承自TCPServer。因此，以下以TCPServer的實(shí)現(xiàn)過程為例進(jìn)行說明。

構(gòu)造TCPServer。構(gòu)造TCPServer時(shí)，構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)套接字（這個(gè)套接字可以通過更改地址簇和類型用于其他服務(wù)器）用于監(jiān)聽請(qǐng)求。并且調(diào)用server_bind()綁定監(jiān)聽的地址和端口，調(diào)用server_activate()開始監(jiān)聽。

啟動(dòng)服務(wù)器。服務(wù)器實(shí)例化后，可以使用serve_forever()或者h(yuǎn)andle_request()來監(jiān)聽和處理請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器功能。這兩個(gè)方法的具體實(shí)現(xiàn)依賴于_handle_request_noblock()方法。這個(gè)方法是BaseServer類中定義的。具體實(shí)現(xiàn)如下：

def _handle_request_noblock(self):
 """Handle one request, without blocking.
 I assume that select.select has returned that the socket is
 readable before this function was called, so there should be
 no risk of blocking in get_request().
 """
 try:
  request, client_address = self.get_request()
 except socket.error:
  return
 if self.verify_request(request, client_address):
  try:
   self.process_request(request, client_address)
  except:
   self.handle_error(request, client_address)
   self.shutdown_request(request)
 else:
  self.shutdown_request(request)

處理請(qǐng)求。根據(jù)上一步驟啟動(dòng)服務(wù)器后，服務(wù)器便開始監(jiān)聽請(qǐng)求。如果接收到請(qǐng)求信息，便開始處理請(qǐng)求。由_handle_request_noblock()可以看出有幾個(gè)函數(shù)比較重要。

get_request() ——這個(gè)函數(shù)可以在子類中重寫。在TCPServer中，該函數(shù)調(diào)用監(jiān)聽套接字的accept()方法，返回請(qǐng)求request和客戶端地址client_address。

verify_request(request, client_address) ——這個(gè)函數(shù)可以在子類中重寫。該函數(shù)返回True表示處理請(qǐng)求，返回False表示忽略請(qǐng)求。

process_request(request, client_address) ——這個(gè)函數(shù)可以在子類中重寫。該函數(shù)將調(diào)用finish_request()具體完成請(qǐng)求的處理過程，并且在處理完請(qǐng)求后關(guān)閉請(qǐng)求。

finish_request(request, client_address) ——該函數(shù)將構(gòu)造一個(gè)請(qǐng)求處理類的實(shí)例。請(qǐng)求處理類被實(shí)例化后將調(diào)用其handle()方法處理請(qǐng)求。

3. 進(jìn)程/線程支持

SocketServer模塊中還提供了一些”mix-in”類：ForkingMixIn和ThreadingMixIn。這些類可以和服務(wù)器類混合使用，很容易改變服務(wù)器，為每個(gè)請(qǐng)求使用一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)程或線程。具體的服務(wù)器類有：

class ForkingUDPServer(ForkingMixIn, UDPServer)
class ForkingTCPServer(ForkingMixIn, TCPServer)
class ThreadingUDPServer(ThreadingMixIn, UDPServer)
class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer)
class ThreadingUnixStreamServer(ThreadingMixIn, UnixStreamServer)
class ThreadingUnixDatagramServer(ThreadingMixIn, UnixDatagramServer)

請(qǐng)求處理類

要接收到來的請(qǐng)求以及確定采取什么行動(dòng)，其中大部分的工作都是由請(qǐng)求處理類完成的。請(qǐng)求處理類負(fù)責(zé)在套接字層之上實(shí)現(xiàn)協(xié)議。具體過程為：讀取請(qǐng)求、處理請(qǐng)求、寫回響應(yīng)。請(qǐng)求處理類基類中定義了3個(gè)方法，子類中需要重寫。

setup() ——為請(qǐng)求準(zhǔn)備請(qǐng)求處理器
handle() ——對(duì)請(qǐng)求完成具體的工作。諸如解析到來的請(qǐng)求，處理數(shù)據(jù)，并發(fā)回響應(yīng)等。
finish() ——清理setup()期間創(chuàng)建的所有數(shù)據(jù)

總結(jié)

以上就是本文關(guān)于Python探索之SocketServer詳解的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站：Python探索之URL Dispatcher實(shí)例詳解、Bottle框架中的裝飾器類和描述符應(yīng)用詳解等，如有不足之處，歡迎留言指出。感謝朋友們對(duì)本站的支持！

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