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服務(wù)器之家 - 腳本之家 - Python - Python下的twisted框架入門指引

Python下的twisted框架入門指引

2020-06-07 10:37Python教程網(wǎng) Python

這篇文章主要介紹了Python下的twisted框架入門指引,twisted框架是一個異步機制的框架,也被許多Python教程所介紹,需要的朋友可以參考下

什么是twisted？

twisted是一個用python語言寫的事件驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)框架，他支持很多種協(xié)議，包括UDP,TCP,TLS和其他應(yīng)用層協(xié)議，比如HTTP，SMTP，NNTM，IRC，XMPP/Jabber。 非常好的一點是twisted實現(xiàn)和很多應(yīng)用層的協(xié)議，開發(fā)人員可以直接只用這些協(xié)議的實現(xiàn)。其實要修改Twisted的SSH服務(wù)器端實現(xiàn)非常簡單。很多時候，開發(fā)人員需要實現(xiàn)protocol類。

一個Twisted程序由reactor發(fā)起的主循環(huán)和一些回調(diào)函數(shù)組成。當事件發(fā)生了，比如一個client連接到了server，這時候服務(wù)器端的事件會被觸發(fā)執(zhí)行。
用Twisted寫一個簡單的TCP服務(wù)器

下面的代碼是一個TCPServer，這個server記錄客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)信息。

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==== code1.py ====
import sys
from twisted.internet.protocol import ServerFactory
from twisted.protocols.basic import LineReceiver
from twisted.python import log
from twisted.internet import reactor
 
class CmdProtocol(LineReceiver):
 
  delimiter = '\n'
 
  def connectionMade(self):
    self.client_ip = self.transport.getPeer()[1]
    log.msg("Client connection from %s" % self.client_ip)
    if len(self.factory.clients) >= self.factory.clients_max:
      log.msg("Too many connections. bye !")
      self.client_ip = None
      self.transport.loseConnection()
    else:
      self.factory.clients.append(self.client_ip)
 
  def connectionLost(self, reason):
    log.msg('Lost client connection. Reason: %s' % reason)
    if self.client_ip:
      self.factory.clients.remove(self.client_ip)
 
  def lineReceived(self, line):
    log.msg('Cmd received from %s : %s' % (self.client_ip, line))
 
class MyFactory(ServerFactory):
 
  protocol = CmdProtocol
 
  def __init__(self, clients_max=10):
    self.clients_max = clients_max
    self.clients = []
 
log.startLogging(sys.stdout)
reactor.listenTCP(9999, MyFactory(2))
reactor.run()

下面的代碼至關(guān)重要：

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from twisted.internet import reactor
reactor.run()

這兩行代碼會啟動reator的主循環(huán)。

在上面的代碼中我們創(chuàng)建了"ServerFactory"類，這個工廠類負責(zé)返回“CmdProtocol”的實例。 每一個連接都由實例化的“CmdProtocol”實例來做處理。 Twisted的reactor會在TCP連接上后自動創(chuàng)建CmdProtocol的實例。如你所見，protocol類的方法都對應(yīng)著一種事件處理。

當client連上server之后會觸發(fā)“connectionMade"方法，在這個方法中你可以做一些鑒權(quán)之類的操作，也可以限制客戶端的連接總數(shù)。每一個protocol的實例都有一個工廠的引用，使用self.factory可以訪問所在的工廠實例。

上面實現(xiàn)的”CmdProtocol“是twisted.protocols.basic.LineReceiver的子類，LineReceiver類會將客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)按照換行符分隔，每到一個換行符都會觸發(fā)lineReceived方法。稍后我們可以增強LineReceived來解析命令。

Twisted實現(xiàn)了自己的日志系統(tǒng)，這里我們配置將日志輸出到stdout

當執(zhí)行reactor.listenTCP時我們將工廠綁定到了9999端口開始監(jiān)聽。

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user@lab:~/TMP$ python code1.py
2011-08-29 13:32:32+0200 [-] Log opened.
2011-08-29 13:32:32+0200 [-] __main__.MyFactory starting on 9999
2011-08-29 13:32:32+0200 [-] Starting factory <__main__.MyFactory instance at 0x227e320
2011-08-29 13:32:35+0200 [__main__.MyFactory] Client connection from 127.0.0.1
2011-08-29 13:32:38+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Cmd received from 127.0.0.1 : hello server

使用Twisted來調(diào)用外部進程

下面我們給前面的server添加一個命令，通過這個命令可以讀取/var/log/syslog的內(nèi)容

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import sys
import os
 
from twisted.internet.protocol import ServerFactory, ProcessProtocol
from twisted.protocols.basic import LineReceiver
from twisted.python import log
from twisted.internet import reactor
 
class TailProtocol(ProcessProtocol):
  def __init__(self, write_callback):
    self.write = write_callback
 
  def outReceived(self, data):
    self.write("Begin lastlog\n")
    data = [line for line in data.split('\n') if not line.startswith('==')]
    for d in data:
      self.write(d + '\n')
    self.write("End lastlog\n")
 
  def processEnded(self, reason):
    if reason.value.exitCode != 0:
      log.msg(reason)
 
class CmdProtocol(LineReceiver):
 
  delimiter = '\n'
 
  def processCmd(self, line):
    if line.startswith('lastlog'):
      tailProtocol = TailProtocol(self.transport.write)
      reactor.spawnProcess(tailProtocol, '/usr/bin/tail', args=['/usr/bin/tail', '-10', '/var/log/syslog'])
    elif line.startswith('exit'):
      self.transport.loseConnection()
    else:
      self.transport.write('Command not found.\n')
 
  def connectionMade(self):
    self.client_ip = self.transport.getPeer()[1]
    log.msg("Client connection from %s" % self.client_ip)
    if len(self.factory.clients) >= self.factory.clients_max:
      log.msg("Too many connections. bye !")
      self.client_ip = None
      self.transport.loseConnection()
    else:
      self.factory.clients.append(self.client_ip)
 
  def connectionLost(self, reason):
    log.msg('Lost client connection. Reason: %s' % reason)
    if self.client_ip:
      self.factory.clients.remove(self.client_ip)
 
  def lineReceived(self, line):
    log.msg('Cmd received from %s : %s' % (self.client_ip, line))
    self.processCmd(line)
 
class MyFactory(ServerFactory):
 
  protocol = CmdProtocol
 
  def __init__(self, clients_max=10):
    self.clients_max = clients_max
    self.clients = []
 
log.startLogging(sys.stdout)
reactor.listenTCP(9999, MyFactory(2))
reactor.run()

在上面的代碼中，沒從客戶端接收到一行內(nèi)容后會執(zhí)行processCmd方法，如果收到的一行內(nèi)容是exit命令，那么服務(wù)器端會斷開連接，如果收到的是lastlog，我們要吐出一個子進程來執(zhí)行tail命令，并將tail命令的輸出重定向到客戶端。這里我們需要實現(xiàn)ProcessProtocol類，需要重寫該類的processEnded方法和outReceived方法。在tail命令有輸出時會執(zhí)行outReceived方法，當進程退出時會執(zhí)行processEnded方法。

如下是執(zhí)行結(jié)果樣例：

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user@lab:~/TMP$ python code2.py
2011-08-29 15:13:38+0200 [-] Log opened.
2011-08-29 15:13:38+0200 [-] __main__.MyFactory starting on 9999
2011-08-29 15:13:38+0200 [-] Starting factory <__main__.MyFactory instance at 0x1a5a3f8>
2011-08-29 15:13:47+0200 [__main__.MyFactory] Client connection from 127.0.0.1
2011-08-29 15:13:58+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Cmd received from 127.0.0.1 : test
2011-08-29 15:14:02+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Cmd received from 127.0.0.1 : lastlog
2011-08-29 15:14:05+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Cmd received from 127.0.0.1 : exit
2011-08-29 15:14:05+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Lost client connection. Reason: [Failure instance: Traceback (failure with no frames): <class 'twisted.internet.error.ConnectionDone'>: Connection was closed cleanly.

可以使用下面的命令作為客戶端發(fā)起命令：

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user@lab:~$ netcat 127.0.0.1 9999
test
Command not found.
lastlog
Begin lastlog
Aug 29 15:02:03 lab sSMTP[5919]: Unable to locate mail
Aug 29 15:02:03 lab sSMTP[5919]: Cannot open mail:25
Aug 29 15:02:03 lab CRON[4945]: (CRON) error (grandchild #4947 failed with exit status 1)
Aug 29 15:02:03 lab sSMTP[5922]: Unable to locate mail
Aug 29 15:02:03 lab sSMTP[5922]: Cannot open mail:25
Aug 29 15:02:03 lab CRON[4945]: (logcheck) MAIL (mailed 1 byte of output; but got status 0x0001, #012)
Aug 29 15:05:01 lab CRON[5925]: (root) CMD (command -v debian-sa1 > /dev/null && debian-sa1 1 1)
Aug 29 15:10:01 lab CRON[5930]: (root) CMD (test -x /usr/lib/atsar/atsa1 && /usr/lib/atsar/atsa1)
Aug 29 15:10:01 lab CRON[5928]: (CRON) error (grandchild #5930 failed with exit status 1)
Aug 29 15:13:21 lab pulseaudio[3361]: ratelimit.c: 387 events suppressed
 
 
End lastlog
exit

使用Deferred對象

reactor是一個循環(huán)，這個循環(huán)在等待事件的發(fā)生。 這里的事件可以是數(shù)據(jù)庫操作，也可以是長時間的計算操作。 只要這些操作可以返回一個Deferred對象。Deferred對象可以自動得在事件發(fā)生時觸發(fā)回調(diào)函數(shù)。reactor會block當前代碼的執(zhí)行。

現(xiàn)在我們要使用Defferred對象來計算SHA1哈希。

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import sys
import os
import hashlib
 
from twisted.internet.protocol import ServerFactory, ProcessProtocol
from twisted.protocols.basic import LineReceiver
from twisted.python import log
from twisted.internet import reactor, threads
 
class TailProtocol(ProcessProtocol):
  def __init__(self, write_callback):
    self.write = write_callback
 
  def outReceived(self, data):
    self.write("Begin lastlog\n")
    data = [line for line in data.split('\n') if not line.startswith('==')]
    for d in data:
      self.write(d + '\n')
    self.write("End lastlog\n")
 
  def processEnded(self, reason):
    if reason.value.exitCode != 0:
      log.msg(reason)
 
class HashCompute(object):
  def __init__(self, path, write_callback):
    self.path = path
    self.write = write_callback
 
  def blockingMethod(self):
    os.path.isfile(self.path)
    data = file(self.path).read()
    # uncomment to add more delay
    # import time
    # time.sleep(10)
    return hashlib.sha1(data).hexdigest()
 
  def compute(self):
    d = threads.deferToThread(self.blockingMethod)
    d.addCallback(self.ret)
    d.addErrback(self.err)
 
  def ret(self, hdata):
    self.write("File hash is : %s\n" % hdata)
 
  def err(self, failure):
    self.write("An error occured : %s\n" % failure.getErrorMessage())
 
class CmdProtocol(LineReceiver):
 
  delimiter = '\n'
 
  def processCmd(self, line):
    if line.startswith('lastlog'):
      tailProtocol = TailProtocol(self.transport.write)
      reactor.spawnProcess(tailProtocol, '/usr/bin/tail', args=['/usr/bin/tail', '-10', '/var/log/syslog'])
    elif line.startswith('comphash'):
      try:
        useless, path = line.split(' ')
      except:
        self.transport.write('Please provide a path.\n')
        return
      hc = HashCompute(path, self.transport.write)
      hc.compute()
    elif line.startswith('exit'):
      self.transport.loseConnection()
    else:
      self.transport.write('Command not found.\n')
 
  def connectionMade(self):
    self.client_ip = self.transport.getPeer()[1]
    log.msg("Client connection from %s" % self.client_ip)
    if len(self.factory.clients) >= self.factory.clients_max:
      log.msg("Too many connections. bye !")
      self.client_ip = None
      self.transport.loseConnection()
    else:
      self.factory.clients.append(self.client_ip)
 
  def connectionLost(self, reason):
    log.msg('Lost client connection. Reason: %s' % reason)
    if self.client_ip:
      self.factory.clients.remove(self.client_ip)
 
  def lineReceived(self, line):
    log.msg('Cmd received from %s : %s' % (self.client_ip, line))
    self.processCmd(line)
 
class MyFactory(ServerFactory):
 
  protocol = CmdProtocol
 
  def __init__(self, clients_max=10):
    self.clients_max = clients_max
    self.clients = []
 
log.startLogging(sys.stdout)
reactor.listenTCP(9999, MyFactory(2))
reactor.run()

blockingMethod從文件系統(tǒng)讀取一個文件計算SHA1，這里我們使用twisted的deferToThread方法，這個方法返回一個Deferred對象。這里的Deferred對象是調(diào)用后馬上就返回了，這樣主進程就可以繼續(xù)執(zhí)行處理其他的事件。當傳給deferToThread的方法執(zhí)行完畢后會馬上觸發(fā)其回調(diào)函數(shù)。如果執(zhí)行中出錯，blockingMethod方法會拋出異常。如果成功執(zhí)行會通過hdata的ret返回計算的結(jié)果。
推薦的twisted閱讀資料

http://twistedmatrix.com/documents/current/core/howto/defer.html http://twistedmatrix.com/documents/current/core/howto/process.html http://twistedmatrix.com/documents/current/core/howto/servers.html

API文檔：

http://twistedmatrix.com/documents/current/api/twisted.html

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