使用Python SocketServer快速实现多线程网络服务器

renyanping

Python SocketServer使用介绍

1、简介：

         SocketServer是python的一个网络服务器框架，可以减少开发人员编写网络服务器程序的工作量。
SocketServer总共有4个server基类。
TCPServer：负责处理TCP协议。
UDPServer：负责处理UDP协议。
UnixStreamServer：只适用于类unix平台，不常用。
UnixDatagramServer：只适用于类unix平台，不常用。
这4个类会同步处理每一个request，也就是说只有当前的request处理完才会处理下一个request，这种方式显然很不合理，如果当前的request处理过慢的话就会导致“堵塞”。正确的处理方式应该是开辟新的进程或线程去处理不同的request，通过混合继承ForkingMixIn或ThreadingMixIn类即可解决此问题。

2、创建SocketServer

         使用SocketServer创建一个网络服务程序只需要几个简单的步骤：
（1）、创建处理request的类，创建方法为：继承BaseRequestHandler类，并重载handle()方法。该方法将被回调用做处理当前接收到的request。
注意：一般的做法是直接继承StreamRequestHandler或者DatagramRequestHandler。比如：
class MyTCPHandler(SocketServer.StreamRequestHandler):
（2）、实例化一个server基类（比如TCPServer）的对象，并发服务器地址和处理request的类作为参数传入。
（3）、使用server基类对象调用handle_request()或serve_forever()方法，即可处理一个或多个request。
（4）、如果需要创建多进程或多线程的服务器程序，则可以通过混合继承ForkingMixIn或ThreadingMixIn类来实现，比如：
class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer): pass //创建一个多线程的TCP服务器。
注意：ThreadingMixIn必须要放在TCPServer前面。

3、server类方法说明：

（1）、class SocketServer.BaseServer
         这是所有类的超类，只定义接口，大部分均在子类中实现。
（2）、BaseServer.handle_request()
         该方法用于处理单一的request。按顺序调用get_request(), verify_request()和   process_request().
（3）、BaseServer.serve_forever(poll_interval=0.5)
                  循环轮询处理request
（4）、BaseServer.address_family
         协议簇信息，比如socket.AF_INET and socket.AF_UNIX
（5）、BaseServer.RequestHandlerClass
         开发者自定义的用于处理request的类，每个request都会对应实例化一个request handle       类进行处理。
（6）、BaseServer.server_address
         服务器要监听的地址和端口的二元组，比如(0.0.0.0,8080)
（7）、BaseServer.finish_request()
         实例化开发者自定义request handle类，然后调用handle()方法处理当前的request。
（8）、

4、request handler类方法说明：

         由用户自定义并传入SocketServer，由server类实例化来处理当前的request。需要注意的是：Request handler类必须要复写handle()方法，其它方法也可以复写，但不做强制。
（1）、RequestHandler.handle()
         开发者必须在此方法里面实现对当前request的所有处理，在该方法里面有几个实例化的属性可以直接使用：self.request代表当前的request对象，self.client_address代表客户端地址，self.server代表服务器对象。对于TCP链接，self.request是当前request的socket。self.rfile和self.wfile可分别用于读取客户端数据和向客户端返回数据。

5、样例代码：

5.1、创建TCP类型的SocketServer：



import SocketServer
class MyTCPHandler(SocketServer.BaseRequestHandler): #定义request handler类，从BaseRequestHandler类继承
def handle(self): #复写handle()方法，注意：该方法必须复写，用于处理当前的request
self.data = self.request.recv(1024).strip() #self.request是和客户端连接的套接字，可直接使用
print "{} wrote:".format(self.client_address[0])
print self.data
self.request.sendall(self.data.upper())
class MyTCPHandler(SocketServer.StreamRequestHandler): #定义request handler类，从StreamRequestHandler类继承
def handle(self):
self.data = self.rfile.readline().strip() #self.rfile/self.wfile是文件格式类型的socket，相当于对原始socket的封装，让读写网络数据向读写文件一样容易
print "{} wrote:".format(self.client_address[0])
print self.data
self.wfile.write(self.data.upper())     
if __name__ == "__main__":
HOST, PORT = "localhost", 9999
server = SocketServer.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler) #传入监听地址、端口号和request handler类
server.serve_forever() #启动监听处理request
　　

5.2、创建UDP类型的SocketServer：
　　



import SocketServer
class MyUDPHandler(SocketServer.BaseRequestHandler):
def handle(self):
data = self.request[0].strip()
socket = self.request[1]
print "{} wrote:".format(self.client_address[0])
print data
socket.sendto(data.upper(), self.client_address)
if __name__ == "__main__":
HOST, PORT = "localhost", 9999
server = SocketServer.UDPServer((HOST, PORT), MyUDPHandler)
server.serve_forever()
　　
　　
　　

5.3、创建多线程类型的TCP SocketServer：



import socket
import threading
import SocketServer
class ThreadedTCPRequestHandler(SocketServer.BaseRequestHandler):
def handle(self):
data = self.request.recv(1024)
cur_thread = threading.current_thread()
response = "{}: {}".format(cur_thread.name, data)
self.request.sendall(response)
class ThreadedTCPServer(SocketServer.ThreadingMixIn, SocketServer.TCPServer):#继承ThreadingMixIn表示使用多线程处理request，注意这两个类的继承顺序不能变
pass
def client(ip, port, message):
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect((ip, port))
try:
sock.sendall(message)
response = sock.recv(1024)
print "Received: {}".format(response)
finally:
sock.close()
if __name__ == "__main__":
HOST, PORT = "localhost", 0
server = ThreadedTCPServer((HOST, PORT), ThreadedTCPRequestHandler)
ip, port = server.server_address
server_thread = threading.Thread(target=server.serve_forever)
server_thread.daemon = True
server_thread.start()
print "Server loop running in thread:", server_thread.name
client(ip, port, "Hello World 1")
client(ip, port, "Hello World 2")
client(ip, port, "Hello World 3")
server.shutdown()
　　
　　执行结果：