Python之并发、并行、阻塞、非租塞、同步、异步、IO多路复用

一、并发并行

并发：表示执行多个任务的能力

并行：表示同一时刻执行多个任务

二、模拟socket发送http请求

三大步骤：创建连接要发送的东西然后数据回来接收 socket默认情况下阻塞

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 import socket
 5 
 6 client = socket.socket()
 7 client.setblocking(False)  # 这里设置非阻塞  
 8 # 百度创建连接：阻塞
 9 try:
10     client.connect(('www.baidu.com', 80))  # 执行了但报错
11 except BlockingIOError as e:
12     pass
13 
14 # 发送要东西了
15 client.sendall(b'GET /s?wd=hello HTTP/1.0
host:www.baidu.com

')
16 
17 # 百度给我的回复
18 chunk_list = []
19 while True:
20     try:
21         # 阻塞
22         chunk = client.recv(8096)
23         if not chunk:
24             break
25         chunk_list.append(chunk)
26     except BlockingIOError:
27         pass
28 
29 print(b''.join(chunk_list).decode('utf8'))

三、基于单线程和IO多路复用发送多个任务（并发方法一非阻塞）

IO多路复用作用：只是检测socket的变化是否连接成功是否返回数据是否可读可写其实不光监听这个还有监听终端linux下突出输入输出

rlist, wlist, elist = select.select(socket_list, conn_list, [], 0.005)　　

conn_list   检测其中所有socket对象是否与服务器连接成功   可写
socket_list   检测服务器是否有数据给我返回来         可读
[]　　　　检测是否有错误
　　　　连接最大超出的时间为0.005秒
rlist     返回数据的放在rlist中
wlist     把连接成功的放在wlist列表中

实现的方式有两种

select.select(socket_list, conn_list, [], 0.005)
    select监听的socket_list, conn_list内部会调用列表中的每一个值得fileno方法，获取该返回值并去系统中检测
    方式一：
    select.select([client1, client2], [client1, client2], [], 0.005)
    方式二：高级版本  封装socket对象
    select.select([Foo(client1), Foo(client2)], [Foo(client1), Foo(client2)], [], 0.005)

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 import socket
 5 import select
 6 
 7 client1 = socket.socket()
 8 client1.setblocking(False)
 9 try:
10     client1.connect(("www.baidu.com", 80))
11 except BlockingIOError as e:
12     pass
13 
14 client2 = socket.socket()
15 client2.setblocking(False)
16 try:
17     client2.connect(("www.so.com", 80))
18 except BlockingIOError as e:
19     pass
20 socket_list = [client1, client2]
21 conn_list = [client1, client2]
22 while True:
23     rlist, wlist, elist = select.select(socket_list, conn_list, [], 0.005)
24     for sk in wlist:
25         if sk == client1:
26             sk.sendall(b'GET /s?wd=hello HTTP/1.0
host:www.baidu.com

')
27         else:
28             sk.sendall(b'GET /s?q=hello HTTP/1.0
host:www.so.com

')
29         conn_list.remove(sk)
30 
31     for sk in rlist:
32         chunk_list = []
33         while True:
34             try:
35                 chunk = sk.recv(8096)
36                 if not chunk:
37                     break
38                 chunk_list.append(chunk)
39             except BlockingIOError as e:
40                 break
41         body = b"".join(chunk_list)
42         print("----->", body.decode('utf8'))
43         # print("----->", body)
44         sk.close()
45         socket_list.remove(sk)
46     if not socket_list:
47         break
48 
49 """
50 回调：异步本质（通知）
51 def callback(arg):
52     print(arg)
53 func("www.baidu.com/s?wd=hello" callback)
54 print(123)
55 print(123)
56 print(123)
57 """

四、利用单线程实现高并发NB高级版本（高并发方法二异步非阻塞）

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 import socket
 5 import select
 6 
 7 
 8 class Req(object):
 9     def __init__(self, sk, func):
10         self.sock = sk
11         self.func = func
12 
13     def fileno(self):
14         return self.sock.fileno()
15 
16 
17 class Nb(object):
18 
19     def __init__(self):
20         self.conn_list = []
21         self.socket_list = []
22 
23     def add(self, url, func):
24         client = socket.socket()
25         client.setblocking(False)  
26         try:
27             client.connect((url, 80))
28         except BlockingIOError as e:
29             pass
30         obj = Req(client, func)
31         self.conn_list.append(obj)
32         self.socket_list.append(obj)
33 
34     def run(self):
35         while True:
36             rlist, wlist, elist = select.select(self.socket_list, self.conn_list, [], 0.005)
37             for sk in wlist:
38                 sk.sock.sendall(b'GET /s?wd=hello HTTP/1.0
host:www.baidu.com

')
39                 self.conn_list.remove(sk)
40 
41             for sk in rlist:
42                 chunk_list = []
43                 while True:
44                     try:
45                         chunk = sk.sock.recv(8096)
46                         if not chunk:
47                             break
48                         chunk_list.append(chunk)
49                     except BlockingIOError as e:
50                         break
51                 body = b"".join(chunk_list)
52                 sk.func(body)
53                 sk.sock.close()
54                 self.socket_list.remove(sk)
55             if not self.socket_list:
56                 break
57 
58 
59 def baidu_response(body):
60     print('百度下载的结果', body)
61 
62 
63 def sogou_response(body):
64     print('搜狗下载的结果', body)
65 
66 
67 t1 = Nb()
68 t1.add('www.baidu.com', baidu_response)
69 t1.add('www.so.com', sogou_response)
70 t1.run()

总结：

IO多路复用的作用： 检测多个socket是否发生变化
            操作系统检测socket是否发生变化 有三种模式
            select:最多1024个socket个数  循环去检测。windows下只有select
            poll:  不限制监听socket个数，循环去检测。(水平触发)
            epoll: 不限制监听socket个数，回调的方式(边缘触发)  windows下没有  触发的机制可以采用简单点儿的高低电平来理解
　　　  linux下select.epoll  有点复杂注册哪些等等操作  用法差不多select.select

            提高并发方案：多进程 多线程 异步非阻塞模块（Twisted）
            什么是异步非阻塞？
 　　　非阻塞， 不等待 比如：创建socket对某个地址进行连接，获取接收数据时就会等待，连接成功/接收到数据时，
            才执行后续操作，如果设置setblocking(False),上边两过程不再等待，但是要报错BlockingError，只要去捕获即可
            异步：（通知）执行完成之后自动执行回调函数或者自动执行某些操作（通知）最根本就是执行完某个任务自动调用我给他的函数
                比如：爬虫中向某个地址发送请求，当请求执行完成之后自动执行回调函数
                
            什么是同步阻塞？
            同步：按照顺序逐步执行
            阻塞：等待

　　　　这么多代码其实可以不用写基于异步非阻塞的框架基于事件循环（驱动） Twisted