Python网络编程基础(Socket编程)epoll在Linux下的使用

简介: 【4月更文挑战第12天】在上一节中,我们介绍了使用`select`模块来实现非阻塞IO的方法。然而,`select`模块在处理大量并发连接时可能会存在性能问题。在Linux系统中,`epoll`机制提供了更高效的IO多路复用方式,能够更好地处理大量并发连接。

epoll是Linux特有的IO多路复用技术,相比于select,它提供了更高的性能和更灵活的事件通知机制。下面是一个使用epoll实现非阻塞Socket服务器的简单示例:

import socket
import select
import os

def start_server():
    # 创建Socket并绑定到指定地址和端口
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    server_socket.bind(('localhost', 12345))
    server_socket.listen(5)
    server_socket.setblocking(0)  # 设置为非阻塞模式

    # 创建epoll对象
    epoll = select.epoll()
    # 注册服务器Socket到epoll,监听读事件
    epoll.register(server_socket, select.EPOLLIN)

    connections = {
   }  # 存储客户端连接的字典

    try:
        # 进入事件循环
        while True:
            # 等待事件发生
            events = epoll.poll()

            for fileno, event in events:
                if fileno == server_socket.fileno():
                    # 如果是服务器Socket上有事件,说明有新的连接到来
                    connection, client_address = server_socket.accept()
                    connection.setblocking(0)  # 设置新连接为非阻塞模式
                    # 将新连接注册到epoll,监听读事件
                    epoll.register(connection, select.EPOLLIN)
                    connections[connection.fileno()] = connection
                else:
                    # 如果是已建立的连接上有事件,处理读写操作
                    connection = connections[fileno]
                    if event & select.EPOLLIN:
                        # 读事件,接收数据
                        data = connection.recv(1024)
                        if data:
                            # 处理接收到的数据...
                            pass
                        else:
                            # 客户端关闭连接
                            epoll.unregister(fileno)
                            connection.close()
                            del connections[fileno]
                    if event & select.EPOLLOUT:
                        # 写事件,发送数据...
                        pass

    finally:
        # 清理资源
        epoll.unregister(server_socket.fileno())
        epoll.close()
        server_socket.close()

if __name__ == "__main__":
    start_server()

在这个示例中,我们首先创建了一个TCP服务器Socket,并将其设置为非阻塞模式。然后,我们创建了一个epoll对象,并将服务器Socket注册到epoll中,监听读事件。接下来,我们进入一个无限循环,使用epoll.poll()等待事件发生。

当事件发生时,我们检查触发事件的文件描述符。如果是服务器Socket上的事件,说明有新的连接到来,我们接受连接并将其注册到epoll中。如果是已建立的连接上的事件,我们检查事件类型。如果是读事件,我们读取客户端发送的数据;如果是写事件,我们发送响应给客户端。

需要注意的是,epoll提供了比select更高效的IO事件通知机制。它使用了一个内核级别的数据结构来管理文件描述符和事件,能够高效地处理大量并发连接。此外,epoll还支持边缘触发(Edge Triggered)模式,能够进一步减少不必要的系统调用,提高性能。

通过结合使用非阻塞Socket和epoll,我们可以构建出高性能、高并发的网络服务器应用。然而,需要注意的是,高性能网络编程涉及到许多复杂的概念和技术,如连接管理、缓冲区处理、错误处理等。因此,在实际应用中,我们还需要结合具体的需求和场景来选择合适的技术和策略。

相关文章
|
7天前
|
测试技术 虚拟化 云计算
GitHub高赞!速通Python编程基础手册,被玩出花了!
随着云时代的来临,Python 语言越来越被程序开发人员喜欢和使用,因为其不仅简单易学,而且还有丰富的第三方程序库和相应完善的管理工具。 从命令行脚本程序到 GUI程序,从图形技术到科学计算,从软件开发到自动化测试,从云计算到虚拟化,所有这些领域都有 Python 的身影。 今天给小伙伴们分享的这份手册采用以任务为导向的编写模式,全面地介绍了 Python 编程基础及其相关知识的应用,讲解了如何利用 Python 的知识解决部分实际问题。
GitHub高赞!速通Python编程基础手册,被玩出花了!
|
1天前
|
Java 数据挖掘 开发者
Java网络编程进阶:Socket通信的高级特性与应用
【6月更文挑战第21天】Java Socket通信是分布式应用的基础,涉及高级特性如多路复用(Selector)和零拷贝,提升效率与响应速度。结合NIO和AIO,适用于高并发场景如游戏服务器和实时数据分析。示例展示了基于NIO的多路复用服务器实现。随着技术发展,WebSockets、HTTP/2、QUIC等新协议正变革网络通信,掌握Socket高级特性为应对未来挑战准备。
|
1天前
|
网络协议 安全 Java
Java网络编程入门涉及TCP/IP协议理解与Socket通信。
【6月更文挑战第21天】Java网络编程入门涉及TCP/IP协议理解与Socket通信。TCP/IP协议包括应用层、传输层、网络层和数据链路层。使用Java的`ServerSocket`和`Socket`类,服务器监听端口,接受客户端连接,而客户端连接指定服务器并交换数据。基础示例展示如何创建服务器和发送消息。进阶可涉及多线程、NIO和安全传输。学习这些基础知识能助你构建网络应用。
10 1
|
4天前
|
开发者 Python
【干货】Python编程惯例
【干货】Python编程惯例
7 1
|
5天前
|
网络协议 Java API
【Java】Java Socket编程:建立网络连接的基础
【Java】Java Socket编程:建立网络连接的基础
13 1
|
7天前
|
Shell Python
GitHub星标破千Star!Python游戏编程的初学者指南
Python 是一种高级程序设计语言,因其简洁、易读及可扩展性日渐成为程序设计领域备受推崇的语言。 目前的编程书籍大多分为两种类型。第一种,与其说是教编程的书,倒不如说是在教“游戏制作软件”,或教授使用一种呆板的语言,使得编程“简单”到不再是编程。而第二种,它们就像是教数学课一样教编程:所有的原理和概念都以小的应用程序的方式呈现给读者。
|
7天前
|
机器学习/深度学习 存储 自然语言处理
惊艳!老司机熬夜总结的Python高性能编程,高效、稳定、快速!
Python 语言是一种脚本语言,其应用领域非常广泛,包括数据分析、自然语言处理机器学习、科学计算、推荐系统构建等。 能够轻松实现和代码跑得够快之间的取舍却是一个世人皆知且令人惋惜的现象而这个问题其实是可以解决的。 有些人想要让顺序执行的过程跑得更快。有些人需要利用多核架构、集群,或者图形处理单元的优势来解决他们的问题。有些人需要可伸缩系统在保证可靠性的前提下酌情或根据资金多少处理更多或更少的工作。有些人意识到他们的编程技巧,通常是来自其他语言,可能不如别人的自然。
|
7天前
|
存储 Python 索引
【Python编程挑战】:单链表实现技巧与最佳实践
【Python编程挑战】:单链表实现技巧与最佳实践
|
8天前
|
数据库 云计算 Python
不容错过的经典!Python核心编程(第3版)教你用实例学Python!
在学完任何其他入门类的 Python 图书之后,你可能觉得已经掌握了 Python 而且还觉得学得不错,并为此感到自豪。通过完成大量练习之后,你将会对自己新掌握的 Python 编程技能拥有更多信心。 但是,你可能仍然会有这样的疑问,“现在该怎么办?我能用 Python 编写哪种类型的应用程序呢?”或许你是为了一个相当小众的工作项目而学习使用 Python,你可能会考虑“我还能用 Python 写点其他的吗?”
|
8天前
|
SQL 前端开发 Java
Python GUI编程(Tkinter)
Python GUI编程(Tkinter)