用python快速开发一个实用的socket服务器

时间：2007-05-11 来源：maojj

首先，要明白不是所有的socket服务都需要高性能。如果要求高性能，使用IOCP或EPoll模式用C/C++来完成，直接用API写，用ACE的proactor封装来完成是比较恰当的行为。但当性能不是主要问题时，用Python来写socket服务，并享受高的开发效率将是一件快乐的事。下面，是用python完成的一个每thread/connect的一个echo服务。

经常的，在写一段Python代码时，我会先打开《Python Cookbook》（O'Reilly）一书，看看有没有所需要的（这也是保证效率的一种方式），下面的代码就是摘自此书。

1 import SocketServer
2 class MyHandler(SocketServer.BaseRequestHandler):
3     def handle(self):
4         while 1:
5             dataReceived = self.request.recv(1024)
6             if not dataReceived: break
7             self.request.send(dataReceived)
8 myServer = SocketServer.ThreadingTCPServer(('',8881), MyHandler)
9 myServer.serve_forever(  )

只用数行代码就完成工作，是不是非常轻松愉快。注意，这还不是一个实用程序，只是一个简单的示例。但这个示例指示了方向，下面我会把完成一个真正的服务端的一些小技巧一一列出。不过，在这之前，用几行代码完成一个测试用的客户端是一个不错的主意：

1 import socket
2 remote_host = '127.0.0.1'
3 remote_port = 9919
4 send_buf = open('binary.txt', 'rb').read()
5 #send_buf = send_buf.replace('\x0D\x0A', '')
6 sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
7 sock.connect((remote_host, remote_port))
8 sock.send(send_buf)
9 response_data = sock.recv(1024)
10 print response_data
11 sock.close( )

看着上面写的这些代码，是不是感觉开发效率不一般的高 ^_^，下面进入正题

现在，我们来解决遇到第一个问题，MyHander是继承自SocketServer.BaseRequestHandler，但文档对这个模块介绍不怎么详细。不详细的原因？我想是因为这个类实在很简单。打开Lib目录下的SocketServer.py文件，我们直接看代码：

1 class BaseRequestHandler:
2     def __init__(self, request, client_address, server):
3         self.request = request
4         self.client_address = client_address
5         self.server = server
6         try:
7             self.setup()
8             self.handle()
9             self.finish()
10         finally:
11             sys.exc_traceback = None    # Help garbage collection
12
13     def setup(self):
14         pass
15     def handle(self):
16         pass
17     def finish(self):
18         pass
19

一眼可知，类实现的是一个简单的template模式，定义了setup, handle, finish让继承者重载，模式方法__init__则定义了三个方法的调用顺序同时保证三个方法的运行。很显然，如果我们要在退出时关闭连接，重定义finish是一个很自然的行为。

1 def finish(self):
2 self.request.close()

第二个问题，如何记日志。Python有日志模块logging。

1 import logging
2 logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,
3                     format='%(asctime)s %(levelname)s %(message)s',
4                     filename='log.txt',
5                     filemode='a+')

不过实际使用中需要做一点点的补充。因为在多线程程序中，要记录日志需要线程相关的唯一ID来识别一些东西。我没有找到直接的线程ID（哪位兄弟找到了请告知），但Python中有一个名为id的内建函数，用来返回一个对象的identity （注1）。将要记录的信息预定义一个模板，我们就能得到一个漂亮的输出了。

1 def LogTemplate(self, s):
2         return '[id.' + str(id(self.request)) + ']:  ' + str(s)
3 def Log(self, s):
4         ss =  self.LogTemplate(s)
5         print ss
6         logging.info(ss)
7 def LogErr(self, s):
8        ss =  self.LogTemplate(s)
9        print ss
10        logging.error(ss)

下面我们可以这样写了

1 def setup(self):
2     self.Log('进入处理线程')
3 def finish(self):
4     self.request.close()
5     self.Log("退出处理线程")

另外模块binascii对日志也很有用，我就会用到binascii.b2a_hex来帮助把一串二进制转成可见的ASCII，象接收到的数据就最好用b2a_hex转换后再记日志。

第三个问题，超时处理。不多说了，直接贴出代码。

1     def setup(self):
2         self.request.settimeout(60)
3     def handle(self):
4         while 1:
5             try:
6                 #接收和发送操作，略
7             except socket.timeout:
8                 print "caught socket.timeout exception"

每完成一小步，可以试试用测试程序发送你想发送的内容进行测试。你会非常高兴的看到，完成一个socket服务是如此的简单。