Python 源码学习二（SocketServer）

SocketServer这个模块中定义的类比较多，但是设计比较清晰，我们以TCPServer为主线分析，先脉络再细节。

总体脉络

将相关类分为两组，如图：

服务器相关（上）

BaseServer是server基础类，定义server的基本处理运行与request处理机制，TCPServer直接继承它。

Request处理类RequestHandler（下）

BaseRequestHandler是request处理的基础类，TCPServer的request处理类StreamRequestHandler直接继承它。

TCPServer设计细节

从类的设计上说，这里可以说时mixin的最佳实践了，什么是mixin？如何使用mixin？

A mixin is a special kind of multiple inheritance. There are two main situations where mixins are used:

1 You want to provide a lot of optional features for a class.

2 You want to use oRequestHandlerClassne particular feature in a lot of different classes.

在这些类的设计中始终围绕如何处理socket请求。通常，处理方式三种：

synchronous (one request is handled at a time)

forking (each request is handled by a new process)

threading (each request is handled by a new thread)

其中，BaseServer作为基础类，实现服务器的监听以及同步处理方法。初始化参数有两个：server_address和RequestHandlerClassserver_forever方法中使用select方式轮询，是否有客户端连接到服务器。

def serve_forever(self, poll_interval=0.5):
    self.__is_shut_down.clear()
    try:
      while not self.__shutdown_request:
        r, w, e = _eintr_retry(select.select, [self], [], [],poll_interval)
      if self in r:
        self._handle_request_noblock()
    finally:
      self.__shutdown_request = False
      self.__is_shut_down.set()

如果有客户端连接，则使用同步的方式进行处理,最终调用一个RequestHandlerClass类进行处理。

def _handle_request_noblock(self):
     try:
      request, client_address = self.get_request()
     except socket.error:
      return
     if self.verify_request(request, client_address):
       try:
         self.process_request(request, client_address)
       except:
         self.handle_error(request, client_address)
         self.shutdown_request(request)

  def process_request(self, request, client_address):
    self.finish_request(request, client_address)
    self.shutdown_request(request)

   def finish_request(self, request, client_address):
    self.RequestHandlerClass(request, client_address, self)

其中，TCPServer继承自BaseServer，加入了TCP的一些配置，但是运行机制时完全继承的。所以，此时的TCPServer就是第一种情情况。而多进程和多线程方式则通过mixin设计而成。以多线程的ThreadingTCPServer为例：

class ThreadingMixIn:
  daemon_threads = False
  def process_request_thread(self, request, client_address):
    try:
      self.finish_request(request, client_address)
      self.shutdown_request(request)
    except:
      self.handle_error(request, client_address)
      self.shutdown_request(request)

  def process_request(self, request, client_address):
    t = threading.Thread(target = self.process_request_thread,
               args = (request, client_address))
    t.daemon = self.daemon_threads
    t.start()

在ThreadingMixIn类中，覆写process_request方法，对于每个request都创建一个线程进行处理。此时，多线程的情况只要这样：

class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn, TCPServer): pass

注意，mixin类要放在前面，因为它覆写了TCPServer类的process_request方法。

在SocketServer完美体现了mixin两个设计原则：

ThreadingMixIn这个mixin类作为一个多线程的特性附加在了TCPServer上，同时这个特性又不仅仅是提供给TCPServer使用，还给UDPServer使用。

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