問題

你要通過網(wǎng)絡連接發(fā)送和接受連續(xù)數(shù)據(jù)的大型數(shù)組，并盡量減少數(shù)據(jù)的復制操作。

解決方案

下面的函數(shù)利用 memoryviews 來發(fā)送和接受大數(shù)組：

# zerocopy.py

def send_from(arr, dest):
  view = memoryview(arr).cast('B')
  while len(view):
    nsent = dest.send(view)
    view = view[nsent:]

def recv_into(arr, source):
  view = memoryview(arr).cast('B')
  while len(view):
    nrecv = source.recv_into(view)
    view = view[nrecv:]

為了測試程序，首先創(chuàng)建一個通過socket連接的服務器和客戶端程序：

>>> from socket import *
>>> s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
>>> s.bind(('', 25000))
>>> s.listen(1)
>>> c,a = s.accept()
>>>

在客戶端（另外一個解釋器中）：

>>> from socket import *
>>> c = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
>>> c.connect(('localhost', 25000))
>>>

本節(jié)的目標是你能通過連接傳輸一個超大數(shù)組。這種情況的話，可以通過 array 模塊或 numpy 模塊來創(chuàng)建數(shù)組：

# Server
>>> import numpy
>>> a = numpy.arange(0.0, 50000000.0)
>>> send_from(a, c)
>>>

# Client
>>> import numpy
>>> a = numpy.zeros(shape=50000000, dtype=float)
>>> a[0:10]
array([ 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0., 0.])
>>> recv_into(a, c)
>>> a[0:10]
array([ 0., 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9.])
>>>

討論

在數(shù)據(jù)密集型分布式計算和平行計算程序中，自己寫程序來實現(xiàn)發(fā)送/接受大量數(shù)據(jù)并不常見。 不過，要是你確實想這樣做，你可能需要將你的數(shù)據(jù)轉換成原始字節(jié)，以便給低層的網(wǎng)絡函數(shù)使用。 你可能還需要將數(shù)據(jù)切割成多個塊，因為大部分和網(wǎng)絡相關的函數(shù)并不能一次性發(fā)送或接受超大數(shù)據(jù)塊。

一種方法是使用某種機制序列化數(shù)據(jù)——可能將其轉換成一個字節(jié)字符串。 不過，這樣最終會創(chuàng)建數(shù)據(jù)的一個復制。 就算你只是零碎的做這些，你的代碼最終還是會有大量的小型復制操作。

本節(jié)通過使用內存視圖展示了一些魔法操作。 本質上，一個內存視圖就是一個已存在數(shù)組的覆蓋層。不僅僅是那樣， 內存視圖還能以不同的方式轉換成不同類型來表現(xiàn)數(shù)據(jù)。 這個就是下面這個語句的目的：

view = memoryview(arr).cast('B')

它接受一個數(shù)組 arr并將其轉換為一個無符號字節(jié)的內存視圖。這個視圖能被傳遞給socket相關函數(shù)， 比如 socket.send() 或 send.recv_into() 。 在內部，這些方法能夠直接操作這個內存區(qū)域。例如，sock.send() 直接從內存中發(fā)生數(shù)據(jù)而不需要復制。 send.recv_into() 使用這個內存區(qū)域作為接受操作的輸入緩沖區(qū)。

剩下的一個難點就是socket函數(shù)可能只操作部分數(shù)據(jù)。 通常來講，我們得使用很多不同的 send() 和 recv_into() 來傳輸整個數(shù)組。 不用擔心，每次操作后，視圖會通過發(fā)送或接受字節(jié)數(shù)量被切割成新的視圖。 新的視圖同樣也是內存覆蓋層。因此，還是沒有任何的復制操作。

這里有個問題就是接受者必須事先知道有多少數(shù)據(jù)要被發(fā)送， 以便它能預分配一個數(shù)組或者確保它能將接受的數(shù)據(jù)放入一個已經(jīng)存在的數(shù)組中。 如果沒辦法知道的話，發(fā)送者就得先將數(shù)據(jù)大小發(fā)送過來，然后再發(fā)送實際的數(shù)組數(shù)據(jù)。

以上就是Python如何發(fā)送與接收大型數(shù)組的詳細內容，更多關于Python發(fā)送接收大型數(shù)組的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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