47异步编程_selectors
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目录
异步编程：...1
同步、异步：...1
阻塞、非阻塞：...2
同步、异步与阻塞、非阻塞区别：...2
联系：...2
IO模型...2
py中的IO multiplexing——selectors：...5
异步编程：
同步、异步：
你做完了，我才能做，同步，串行；我让你打饭，你不打好给我，我不走开，直到你打饭给了我；
你做你的，我做我的，异步，步调不一致；我让你打饭，你正打着，我不等你，但我会盯着你，你打完我过来拿走，异步并不保证多长时间打完饭；
函数或方法调用的时候，被调用者是否得到最终结果；
直接得到最终结果的，就是同步调用；
不直接得到最终结果的，就是异步调用；
某一方法是否在这个方法调用完时，是否能获得最终结果；
同步、异步区别：
同步，一直要执行到返回结果；
异步，直接返回了，但不是最终结果，调用者不能通过这种调用得到结果，还要通过被调用者，使用其它方式通知调用者，来取回最终结果；
阻塞、非阻塞：
函数或方法调用时，是否立刻返回；
不立即返回，就是阻塞调用；
立即返回，就是非阻塞调用；
time.sleep()和event.wait()，event.wait()要优于time.sleep()，wait会主动让出时间片，其它线程可以被调度，而sleep会占用时间片不让出；
同步、异步与阻塞、非阻塞区别：
它们不相关；
同步、异步，强调的是结果；
阻塞、非阻塞强调的是时间，是否等待；
联系：
注：调用者、被调用者；
同步阻塞，我啥事不干，就等你打饭给我，打饭是结果，而且我啥事不干一直等；
同步非阻塞，我等着你打饭给我，但我可以玩手机、看电视，打饭是结果，但我不一直等；
异步阻塞，我要打饭，你说等叫号，并没有返回饭给我，我啥事不干，就等着饭好了你叫我，叫号；
异步非阻塞，我要打饭，你说等叫号，并没有返回饭给我，我在旁边玩手机、看电视，饭打好了你叫我；
IO模型
同步IO、异步IO、IO多路复用：
IO过程分2阶段：
数据准备阶段，内核从输入设备读写数据（淘米、放锅里煮）；
内核空间复制回用户进程缓冲区阶段，进程从内核复制数据（盛饭，从内核这个饭锅里把饭装到碗里来）；
注：
sendfile，disk缓冲区-->内核缓冲区（网络缓冲区)-->发出；
0拷贝，网络缓冲区上有disk缓冲区的快捷方式，直接从disk缓冲区发出；
sync同步IO模型：
阻塞IO、非阻塞IO、IO多路复用；
阻塞IO，sync blocking IO：
进程等待（阻塞），直到读写完成，全程等待；
非阻塞IO，sync non-blocking IO：
进程调用read操作，如果IO设备没有准备好，立即返回ERROR，进程不阻塞，用户可以再次发起系统调用，如果内核已准备好，就阻塞，然后复制数据到用户空间；
第1阶段数据没有准备好，就先忙别的，等会再来看看，检查数据是否准备好了的过程是非阻塞；systemcall后返回的是异常，直到return OK；
第2阶段是阻塞（sync blocking）的，即内核空间和用户空间之间复制数据是阻塞的；
淘米、煮饭我不等，我去玩会，盛饭过程我等着你装好饭，但是要等到盛好饭才算完事，这是同步的，结果就是盛好饭；
IO多路复用，multiplexing：
同时监控多个IO，有一个准备好了，就不需要等了，开始处理，提高同时处理IO的能力；同时多路在等，而不是等完一个再等下一个；2个阶段均是sync blocking；
select，所有平台支持，poll是select的升级；
epoll，linux kernel2.5+支持，对select和poll的增强，在监视的基础上，增加回调机制（通知机制）；BSD、MAC的kqueue；win的iocp；
通常用multiplexing；
以select为例，将关注的IO操作告诉select函数并调用，进程阻塞，内核监视select关注的fd文件描述符，被关注的任何一个fd对应的IO准备好了数据，select返回，在使用read将数据复制到用户进程；
例，食堂供应很多菜（众多的IO），你需要吃某三菜一汤，大师傅（OS）说要现做，需要等，你只好等待，其中一样菜好了，大师傅叫你过来，你得自己找找看哪一样菜好了，请服务员把做好的菜打给你，而epoll是有菜准备好了，大师傅喊你去几号窗口直接打菜，不用自己找菜了；
async异步IO：
linux的aio系统调用，从kernel version2.6开始支持；
2阶段都是异步，高并发时用；
进程发起异步IO请求，立即返回，内核完成IO的两个阶段，内核给进程发一个信号；
例，来打饭，跟大师傅说饭好了叫我，饭菜准备好了，窗口服务员把饭盛好了打电话叫你，两阶段都是异步的，在整个过程中，进程都可以忙别的，等好了才过来；
例，今天不想出去到饭店吃了，点外卖，饭菜在饭店做好了（第1阶段），快递员把饭送到你家门口（第2阶段）；
py中的IO multiplexing——selectors：
select库：
实现了select、poll系统调用，部分实现了epoll；
是底层的IO多路复用模块，类似网络编程的socket；
开发中选择：
1、完全跨平台，使用select、poll，但性能较差；
2、针对不同OS自行选择支持的技术，这样做会提高IO处理的性能；
selectors库：
py3.4提供，高级IO复用库；
类层次结构：
BaseSelector
SelectSelector
PollSelector
EpollSelector
DevpollSelector
KqueueSelector
selectors.DefaultSelector()，返回当前平台最有效、性能最高的实现；
但，此库没有实现win的iocp，将自动退化为select；
class BaseSelector(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def register(self, fileobj, events, data=None): #fileobj，被监视文件对象，如socket对象；events，该文件对象必须等待的事件；data，可选，与此文件对象相关联的不透明数据，如，可用来存储每个客户端的会话ID，本例中关联方法，就是让selector干什么事，可以是任意对象，如果是函数类似回调
events常量：
EVENT_READ，可读0x01，内核已准备好输入输出设备，可以开始读了；
EVENT_WRITE，可写0x10，内核已准备好，可以往里写了；
注：
# generic events, that must be mapped to implementation-specific ones
EVENT_READ = (1 << 0)
EVENT_WRITE = (1 << 1)
单线程+selectors，单线程下用selectors而不用多线程，条件不满足不能转为就绪态，则不会被cpu调度；
多线程+阻塞，在OS中多了线程资源而已；
selectors可解决网络IO、文件IO；
例：
selector = selectors.DefaultSelector()
def accept(sock: socket.socket):
conn, addrinfo = sock.accept()
conn.setblocking(False)
selector.register(conn, selectors.EVENT_READ, recv)
def recv(conn: socket.socket):
data = conn.recv(1024).strip().decode()
print(data)
msg = 'ack: {}'.format(data)
conn.send(msg.encode())
sock = socket.socket()
addr = ('127.0.0.1', 9999)
sock.bind(addr)
sock.listen()
sock.setblocking(False)
e = threading.Event()
key = selector.register(sock, selectors.EVENT_READ, accept)
print(key)
while not e.is_set():
events = selector.select()
if events:
print(type(events))
print(events)
for key,mask in events:
print(key, mask)
callback = key.data
callback(key.fileobj)
输出：
SelectorKey(fileobj=
[(SelectorKey(fileobj=
SelectorKey(fileobj=
[(SelectorKey(fileobj=
SelectorKey(fileobj=
nimeide
例：
ChatServer改为IO多路复用方式；
注：
if mask == selectors.EVENT_READ: #不严格
if (mask & selectors.EVENT_READ) == selectors.EVENT_READ: #严格写法，如果r和w同时满足，进来3则不作处理
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