最近闲暇无事,阅读了一下tornado的源码,对整体的结构有了初步认识,与大家分享 不知道为什么右边的目录一直出不来,非常不舒服. 不如移步到oschina吧....[http://my.oschina.net/abc2001x/blog/476349][1]
`ioloop`是`tornado`的核心模块,也是个调度模块,各种异步事件都是由他调度的,所以必须弄清他的执行逻辑
而`ioloop`的核心部分则是 `while True`这个循环内部的逻辑,贴上他的代码如下
def start(self): if self._running: raise RuntimeError("IOLoop is already running") self._setup_logging() if self._stopped: self._stopped = False return old_current = getattr(IOLoop._current, "instance", None) IOLoop._current.instance = self self._thread_ident = thread.get_ident() self._running = True old_wakeup_fd = None if hasattr(signal, 'set_wakeup_fd') and os.name == 'posix': try: old_wakeup_fd = signal.set_wakeup_fd(self._waker.write_fileno()) if old_wakeup_fd != -1: signal.set_wakeup_fd(old_wakeup_fd) old_wakeup_fd = None except ValueError: old_wakeup_fd = None try: while True: with self._callback_lock: callbacks = self._callbacks self._callbacks = [] due_timeouts = [] if self._timeouts: now = self.time() while self._timeouts: if self._timeouts[0].callback is None: heapq.heappop(self._timeouts) self._cancellations -= 1 elif self._timeouts[0].deadline <= now: due_timeouts.append(heapq.heappop(self._timeouts)) else: break if (self._cancellations > 512 and self._cancellations > (len(self._timeouts) >> 1)): self._cancellations = 0 self._timeouts = [x for x in self._timeouts if x.callback is not None] heapq.heapify(self._timeouts) for callback in callbacks: self._run_callback(callback) for timeout in due_timeouts: if timeout.callback is not None: self._run_callback(timeout.callback) callbacks = callback = due_timeouts = timeout = None if self._callbacks: poll_timeout = 0.0 elif self._timeouts: poll_timeout = self._timeouts[0].deadline - self.time() poll_timeout = max(0, min(poll_timeout, _POLL_TIMEOUT)) else: poll_timeout = _POLL_TIMEOUT if not self._running: break if self._blocking_signal_threshold is not None: signal.setitimer(signal.ITIMER_REAL, 0, 0) try: event_pairs = self._impl.poll(poll_timeout) except Exception as e: if errno_from_exception(e) == errno.EINTR: continue else: raise if self._blocking_signal_threshold is not None: signal.setitimer(signal.ITIMER_REAL, self._blocking_signal_threshold, 0) self._events.update(event_pairs) while self._events: fd, events = self._events.popitem() try: fd_obj, handler_func = self._handlers[fd] handler_func(fd_obj, events) except (OSError, IOError) as e: if errno_from_exception(e) == errno.EPIPE: pass else: self.handle_callback_exception(self._handlers.get(fd)) except Exception: self.handle_callback_exception(self._handlers.get(fd)) fd_obj = handler_func = None finally: self._stopped = False if self._blocking_signal_threshold is not None: signal.setitimer(signal.ITIMER_REAL, 0, 0) IOLoop._current.instance = old_current if old_wakeup_fd is not None: signal.set_wakeup_fd(old_wakeup_fd)
除去注释,代码其实没多少行. 由while 内部代码可以看出ioloop主要由三部分组成:
他是 ioloop
回调的基础部分,通过 IOLoop.instance().add_callback()
添加到 self._callbacks
他们将在每一次 loop
中被运行.
主要用途是将逻辑分块,在适合时机将包装好的 callbac
k添加到 self._callbacks
让其执行.
例如 ioloop
中的 add_future
def add_future(self, future, callback): """Schedules a callback on the ``IOLoop`` when the given `.Future` is finished. The callback is invoked with one argument, the `.Future`. """ assert is_future(future) callback = stack_context.wrap(callback) future.add_done_callback( lambda future: self.add_callback(callback, future))
future
对象得到 result
的时候会调用 future.add_done_callback
添加的 callback
,再将其转至 ioloop
执行
这是定时器,在指定的事件执行 callback
.
跟1中的 callback
类似,通过 IOLoop.instance().add_callback
在每一次循环,会计算 timeouts
回调列表里的事件,运行已到期的 callback
.
当然不是无节操的循环.
因为 poll
操作会阻塞到有 io
操作发生,所以只要计算最近的 timeout
,
然后用这个时间作为 self._impl.poll(poll_timeout)
的 poll_timeout
,
就可以达到按时运行了
但是,假设 poll_timeout
的时间很大时, self._impl.poll
一直在堵塞中(没有io事件,但在处理某一个 io
事件),
那添加刚才1中的 callback
不是要等很久才会被运行吗? 答案当然是不会.
ioloop
中有个 waker
对象,他是由两个 fd
组成,一个读一个写.
ioloop
在初始化的时候把waker绑定到 epoll
里了, add_callback
时会触发waker的读写.
这样 ioloop
就会在 poll
中被唤醒了,接着就可以及时处理 timeout callback
了
用这样的方式也可以自己封装一个小的定时器功能玩玩
处理 epoll
事件的功能
通过 IOLoop.instance().add_handler(fd, handler, events)
绑定 fd event
的处理事件
在 httpserver.listen
的代码内,
netutil.py
中的 netutil.py
的 add_accept_handler
绑定 accept handler
处理客户端接入的逻辑
如法炮制,其他的io事件也这样绑定,业务逻辑的分块交由 ioloop
的 callback
和 future
处理
关于 epoll
的用法的内容.详情见我第一篇文章吧,哈哈
ioloop由 callback
(业务分块), timeout callback
(定时任务) io event
(io传输和解析) 三块组成,互相配合完成异步的功能,构建 gen
, httpclient
, iostream
等功能
串联大致的流程是, tornado
绑定io event,处理io传输解析,传输完成后(结合Future)回调(callback)业务处理的逻辑和一些固定操作 . 定时器则是较为独立的模块
个人认为 Future
是 tornado
仅此 ioloop
重要的模块,他贯穿全文,所有异步操作都有他的身影
顾名思义,他主要是关注日后要做的事,类似 jquery
的 Deferred
吧
一般的用法是通过 ioloop
的 add_future
定义 future
的 done callback
,
当 future
被 set_result
的时候, future
的 done callback
就会被调用.
从而完成 Future
的功能.
具体可以参考 gen.coroutine
的实现,本文后面也会讲到
他的组成不复杂,只有几个重要的方法
最重要的是 add_done_callback
, set_result
tornado
用 Future
和 ioloop
, yield
实现了 gen.coroutine
跟 ioloop
的 callback
类似 , 存储事件完成后的 callback
在 self._callbacks
里
def add_done_callback(self, fn): if self._done: fn(self) else: self._callbacks.append(fn)
设置事件的结果,并运行之前存储好的 callback
def set_result(self, result): self._result = result self._set_done() def _set_done(self): self._done = True for cb in self._callbacks: try: cb(self) except Exception: app_log.exception('Exception in callback %r for %r', cb, self) self._callbacks = None
为了验证之前所说的,上一段测试代码
#! /usr/bin/env python #coding=utf-8 import tornado.web import tornado.ioloop from tornado.gen import coroutine from tornado.concurrent import Future def test(): def pp(s): print s future = Future() iol = tornado.ioloop.IOLoop.instance() print 'init future %s'%future iol.add_future(future, lambda f: pp('ioloop callback after future done,future is %s'%f)) #模拟io延迟操作 iol.add_timeout(iol.time()+5,lambda:future.set_result('set future is done')) print 'init complete' tornado.ioloop.IOLoop.instance().start() if __name__ == "__main__": test()
运行结果:
接着继续延伸,看看 coroutine
的实现
gen.coroutine
实现的功能其实是将原来的 callback
的写法,用 yield
的写法代替. 即以yield为分界,将代码分成两部分.
如:
#! /usr/bin/env python #coding=utf-8 import tornado.ioloop from tornado.gen import coroutine from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient @coroutine def cotest(): client = AsyncHTTPClient() res = yield client.fetch("http://www.segmentfault.com/") print res if __name__ == "__main__": f = cotest() print f #这里返回了一个future哦 tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
运行结果:
接下来分析下 coroutine
的实现
def _make_coroutine_wrapper(func, replace_callback): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kwargs): future = TracebackFuture() if replace_callback and 'callback' in kwargs: callback = kwargs.pop('callback') IOLoop.current().add_future( future, lambda future: callback(future.result())) try: result = func(*args, **kwargs) except (Return, StopIteration) as e: result = getattr(e, 'value', None) except Exception: future.set_exc_info(sys.exc_info()) return future else: if isinstance(result, types.GeneratorType): try: orig_stack_contexts = stack_context._state.contexts yielded = next(result) if stack_context._state.contexts is not orig_stack_contexts: yielded = TracebackFuture() yielded.set_exception( stack_context.StackContextInconsistentError( 'stack_context inconsistency (probably caused ' 'by yield within a "with StackContext" block)')) except (StopIteration, Return) as e: future.set_result(getattr(e, 'value', None)) except Exception: future.set_exc_info(sys.exc_info()) else: Runner(result, future, yielded) try: return future finally: future = None future.set_result(result) return future return wrapper
如源码所示, func
运行的结果是 GeneratorType
, yielded = next(result)
,
运行至原函数的yield位置,返回的是原函数 func
内部 yield
右边
返回的对象(必须是 Future
或 Future
的 list
)给 yielded
.
经过 Runner(result, future, yielded)
对yielded进行处理.
在此就 贴出Runner的代码了.
Runner初始化过程,调用 handle_yield
, 查看 yielded
是否已 done
了,否则 add_future
运行 Runner
的 run
方法,
run
方法中如果 yielded
对象已完成,用对它的 gen
调用 send
,发送完成的结果.
所以 yielded
在什么地方被 set_result
非常重要,
当被 set_result
的时候,才会 send
结果给原 func
,完成整个异步操作
详情可以查看tornado 中重要的对象 iostream,源码中iostream的 _handle_connect,如此设置了连接的result.
def _handle_connect(self): err = self.socket.getsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_ERROR) if err != 0: self.error = socket.error(err, os.strerror(err)) if self._connect_future is None: gen_log.warning("Connect error on fd %s: %s", self.socket.fileno(), errno.errorcode[err]) self.close() return if self._connect_callback is not None: callback = self._connect_callback self._connect_callback = None self._run_callback(callback) if self._connect_future is not None: future = self._connect_future self._connect_future = None future.set_result(self) self._connecting = False
最后贴上一个简单的测试代码,演示coroutine,future的用法
import tornado.ioloop from tornado.gen import coroutine from tornado.concurrent import Future @coroutine def asyn_sum(a, b): print("begin calculate:sum %d+%d"%(a,b)) future = Future() future2 = Future() iol = tornado.ioloop.IOLoop.instance() print future def callback(a, b): print("calculating the sum of %d+%d:"%(a,b)) future.set_result(a+b) iol.add_timeout(iol.time()+3,lambda f:f.set_result(None),future2) iol.add_timeout(iol.time()+3,callback, a, b) result = yield future print("after yielded") print("the %d+%d=%d"%(a, b, result)) yield future2 print 'after future2' def main(): f = asyn_sum(2,3) print '' print f tornado.ioloop.IOLoop.instance().start() if __name__ == "__main__": main()
运行结果:
为什么代码中个yield都起作用了? 因为 Runner.run
里,最后继续用 handle_yield
处理了 send
后返回的 yielded
对象,意思是 func
里可以有n干个 yield
操作
if not self.handle_yield(yielded): return
至此,已完成tornado中重要的几个模块的流程,其他模块也是由此而来.写了这么多,越写越卡,就到此为止先吧,
啊~~~~~~好想有份 工作
和 女朋友
啊~~~~~