Python下的twisted框架入门指引


Posted in Python onApril 15, 2015

什么是twisted?

twisted是一个用python语言写的事件驱动的网络框架,他支持很多种协议,包括UDP,TCP,TLS和其他应用层协议,比如HTTP,SMTP,NNTM,IRC,XMPP/Jabber。 非常好的一点是twisted实现和很多应用层的协议,开发人员可以直接只用这些协议的实现。其实要修改Twisted的SSH服务器端实现非常简单。很多时候,开发人员需要实现protocol类。

一个Twisted程序由reactor发起的主循环和一些回调函数组成。当事件发生了,比如一个client连接到了server,这时候服务器端的事件会被触发执行。
用Twisted写一个简单的TCP服务器

下面的代码是一个TCPServer,这个server记录客户端发来的数据信息。

==== 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()

下面的代码至关重要:

from twisted.internet import reactor
reactor.run()

这两行代码会启动reator的主循环。

在上面的代码中我们创建了"ServerFactory"类,这个工厂类负责返回“CmdProtocol”的实例。 每一个连接都由实例化的“CmdProtocol”实例来做处理。 Twisted的reactor会在TCP连接上后自动创建CmdProtocol的实例。如你所见,protocol类的方法都对应着一种事件处理。

当client连上server之后会触发“connectionMade"方法,在这个方法中你可以做一些鉴权之类的操作,也可以限制客户端的连接总数。每一个protocol的实例都有一个工厂的引用,使用self.factory可以访问所在的工厂实例。

上面实现的”CmdProtocol“是twisted.protocols.basic.LineReceiver的子类,LineReceiver类会将客户端发送的数据按照换行符分隔,每到一个换行符都会触发lineReceived方法。稍后我们可以增强LineReceived来解析命令。

Twisted实现了自己的日志系统,这里我们配置将日志输出到stdout

当执行reactor.listenTCP时我们将工厂绑定到了9999端口开始监听。

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来调用外部进程

下面我们给前面的server添加一个命令,通过这个命令可以读取/var/log/syslog的内容

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()

在上面的代码中,没从客户端接收到一行内容后会执行processCmd方法,如果收到的一行内容是exit命令,那么服务器端会断开连接,如果收到的是lastlog,我们要吐出一个子进程来执行tail命令,并将tail命令的输出重定向到客户端。这里我们需要实现ProcessProtocol类,需要重写该类的processEnded方法和outReceived方法。在tail命令有输出时会执行outReceived方法,当进程退出时会执行processEnded方法。

如下是执行结果样例:

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为客户端发起命令:

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对象

reactor是一个循环,这个循环在等待事件的发生。 这里的事件可以是数据库操作,也可以是长时间的计算操作。 只要这些操作可以返回一个Deferred对象。Deferred对象可以自动得在事件发生时触发回调函数。reactor会block当前代码的执行。

现在我们要使用Defferred对象来计算SHA1哈希。

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从文件系统读取一个文件计算SHA1,这里我们使用twisted的deferToThread方法,这个方法返回一个Deferred对象。这里的Deferred对象是调用后马上就返回了,这样主进程就可以继续执行处理其他的事件。当传给deferToThread的方法执行完毕后会马上触发其回调函数。如果执行中出错,blockingMethod方法会抛出异常。如果成功执行会通过hdata的ret返回计算的结果。
推荐的twisted阅读资料

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文档:

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

Python 相关文章推荐
Python中Iterator迭代器的使用杂谈
Jun 20 Python
Django自定义分页效果
Jun 27 Python
Python数据结构与算法之二叉树结构定义与遍历方法详解
Dec 12 Python
python 将字符串转换成字典dict的各种方式总结
Mar 23 Python
Python操作mongodb数据库进行模糊查询操作示例
Jun 09 Python
pytorch 实现模型不同层设置不同的学习率方式
Jan 06 Python
Python vtk读取并显示dicom文件示例
Jan 13 Python
基于python求两个列表的并集.交集.差集
Feb 10 Python
Django使用Celery加redis执行异步任务的实例内容
Feb 20 Python
python 字符串格式化的示例
Sep 21 Python
python随机打印成绩排名表
Jun 23 Python
Python学习之时间包使用教程详解
Mar 21 Python
Python代码调试的几种方法总结
Apr 15 #Python
详解Python中with语句的用法
Apr 15 #Python
python获取本机外网ip的方法
Apr 15 #Python
python中常用检测字符串相关函数汇总
Apr 15 #Python
python使用自定义user-agent抓取网页的方法
Apr 15 #Python
python使用urlparse分析网址中域名的方法
Apr 15 #Python
使用Python下的XSLT API进行web开发的简单教程
Apr 15 #Python
You might like
php curl优化下载微信头像的方法总结
2018/09/07 PHP
ThinkPHP3.2框架操作Redis的方法分析
2019/05/05 PHP
Javascript 布尔型分析
2008/12/22 Javascript
基于Jquery的$.cookie()实现跨越页面tabs导航实现代码
2011/03/03 Javascript
正则表达式中特殊符号及正则表达式的几种方法总结(replace,test,search)
2013/11/26 Javascript
Javascript连接多个数组不用concat来解决
2014/03/24 Javascript
javascript如何判断输入的url是否正确
2014/04/11 Javascript
JQuery异步获取返回值中文乱码的解决方法
2015/01/29 Javascript
jquery处理页面弹出层查询数据等待操作实例
2015/03/25 Javascript
javascript从定义到执行 你不知道的那些事
2016/01/04 Javascript
jQuery搜索框效果实现代码(百度关键词联想)
2021/02/25 Javascript
JS中跨页面调用变量和函数的方法(例如a.js 和 b.js中互相调用)
2016/11/01 Javascript
EditPlus 正则表达式 实战(3)
2016/12/15 Javascript
深入浅析JavaScript中的RegExp对象
2017/09/18 Javascript
详解vue 计算属性与方法跟侦听器区别(面试考点)
2018/04/23 Javascript
[02:28]DOTA2亚洲邀请赛附加赛 RECAP赛事回顾
2015/01/29 DOTA
python matlibplot绘制多条曲线图
2021/02/19 Python
python循环定时中断执行某一段程序的实例
2019/06/29 Python
python将excel转换为csv的代码方法总结
2019/07/03 Python
详解pandas使用drop_duplicates去除DataFrame重复项参数
2019/08/01 Python
python性能测试工具locust的使用
2020/12/28 Python
基于pycharm 项目和项目文件命名规则的介绍
2021/01/15 Python
美国彩妆品牌:Coastal Scents
2017/04/01 全球购物
Ajax实现页面无刷新留言效果
2021/03/24 Javascript
软件售后服务方案
2014/05/29 职场文书
计划生育标语
2014/06/23 职场文书
学生会感恩节活动方案
2014/10/11 职场文书
加强作风建设心得体会
2014/10/22 职场文书
2015年药房工作总结
2015/04/25 职场文书
2015年关爱留守儿童工作总结
2015/05/22 职场文书
董存瑞观后感
2015/06/11 职场文书
68句权威创业名言
2019/08/26 职场文书
Golang 实现超大文件读取的两种方法
2021/04/27 Golang
php+laravel 扫码二维码签到功能
2021/05/15 PHP
详解Java线程池是如何重复利用空闲线程的
2021/06/26 Java/Android
Python+OpenCV实现在图像上绘制矩形
2022/03/21 Python