python实例解释五种IO模型(2)非阻塞式IO

前面一篇博文解释了什么是阻塞式IO&＃xff0c;你一定会发现这种IO存在的问题。在等待IO操作完成的过程中&＃xff0c;进程会被投入睡眠&＃xff0c;只能干等IO操作完成并返回。如果希望内核在进行IO操作的过程中进程继续运行&＃xff0c;那么就需要用非阻塞式IO。
进程把一个套接字设置成非阻塞式&＃xff0c;就是在通知内核&＃xff0c;在你进行IO操作的过程中&＃xff0c;不要把进程投入睡眠&＃xff0c;IO操作没完成&＃xff0c;返回一个错误即可。非阻塞IO的执行流程如下图所示。

这种IO在执行过程中&＃xff0c;需要用户进程隔一段时间去调用一次系统调用&＃xff0c;不断轮询&＃xff0c;直到返回成功。下面看一个例子

我们在上一篇博文的例子上做一下改变
服务端程序

import socket # 导入 socket 模块
import time
import errno
s &＃61; socket.socket() # 创建 socket 对象
host &＃61; socket.gethostname() # 获取本地主机名
port &＃61; 12345 # 设置端口
s.bind((host, port)) # 绑定端口
s.listen(5) # 等待客户端连接
c, addr &＃61; s.accept() # 建立客户端连接
c.setblocking(False) #设置与客户端的连接socket为非阻塞式
print("connected from :%s:%s"%(addr[0],addr[1]))
while True:print("wating for client input")try:data &＃61; c.recv(1024)except socket.error as e:err &＃61; e.args[0]if err &＃61;&＃61; errno.EAGAIN or err &＃61;&＃61; errno.EWOULDBLOCK:time.sleep(1)print("no data available")continueelse:print(e)c.close()breakelse:data &＃61; str(data,&＃39;utf-8&＃39;)print(data)if data &＃61;&＃61; &＃39;88&＃39;:c.close()break
print("client closed connection")
s.close()


客户端程序


import socket # 导入 socket 模块s &＃61; socket.socket() # 创建 socket 对象
host &＃61; socket.gethostname() # 获取本地主机名
port &＃61; 12345 # 设置端口号s.connect((host, port))
print("connected to server")
while(True):data &＃61; input()s.send(bytes(data,&＃39;utf-8&＃39;))if data &＃61;&＃61; &＃39;88&＃39;:s.close()break


服务端建立与客户端的链接后&＃xff0c;将socket设置为非阻塞式。对一个非阻塞式socket执行recv&＃xff08;&＃xff09;函数&＃xff0c;如果成功则返回读取到的数据&＃xff0c;如果失败则抛出一个socket异常。
启动服务端程序

启动服务端程序后&＃xff0c;客户端程序未启动&＃xff0c;服务端阻塞在第9行&＃xff0c;等待客户端连接。注意这个socket是服务端监听连接的socket&＃xff0c;我们没有设置它非阻塞&＃xff0c;默认是阻塞式的&＃xff0c;因此程序在此处阻塞住。
然后&＃xff0c;我们启动客户端程序

启动客户端程序后&＃xff0c;连接成功&＃xff0c;服务端读取客户端发来的数据。因为此时客户端没有写数据&＃xff0c;因此服务器读取失败&＃xff0c;recv()立即返回一个socket error&＃xff0c;我们捕获这个error&＃xff0c;隔一秒钟打印出"no data available"。
这个就是非阻塞式IO&＃xff0c;系统调用在数据没准备好的时候&＃xff0c;立即返回。这种IO需要用户程序不断去调用系统调用&＃xff0c;这个过程称为轮询。