Python TCP 非阻塞
TCP（传输控制协议）是一种可靠的、面向连接的协议，被广泛用于网络通信中。在Python中，我们可以使用socket库来实现TCP通信。默认情况下，socket库使用阻塞方式进行通信，即当一个操作（如接收数据）发生时，程序将一直等待直到操作完成。然而，有时候我们希望程序在等待操作完成的同时能够继续执行其他任务，这就是非阻塞IO的概念。
在本文中，我们将介绍如何使用Python实现TCP非阻塞通信，并提供相应的代码示例。
TCP 非阻塞的实现
在Python中，我们可以使用socket库提供的setblocking()方法来设置套接字为非阻塞模式。通过设置套接字为非阻塞模式，我们可以在接收或发送数据时立即返回，而不是一直等待。
下面是一个简单的示例，展示了如何创建一个非阻塞的TCP服务器和客户端：
# 服务器端代码
import socket
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.setblocking(0)
server_socket.bind(('localhost', 8888))
server_socket.listen(5)
while True:
try:
client_socket, addr = server_socket.accept()
client_socket.setblocking(0)
# 处理客户端请求
# ...
client_socket.close()
except socket.error as e:
pass
# 客户端代码
import socket
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.setblocking(0)
try:
client_socket.connect(('localhost', 8888))
# 发送数据
# ...
except socket.error as e:
pass
client_socket.close()
在上面的代码中，我们通过调用setblocking(0)将套接字设置为非阻塞模式。在服务器端，我们使用accept()方法接受客户端的连接请求，如果没有连接请求到达，则抛出一个socket.error异常。在客户端，我们使用connect()方法与服务器建立连接，如果连接失败，则同样抛出一个socket.error异常。
非阻塞IO的优点
非阻塞IO有如下优点：
-
提高程序的并发性能：通过使用非阻塞IO，程序可以同时处理多个连接请求，提高了程序的并发性能。
-
允许程序处理其他任务：在等待网络IO完成的同时，程序可以继续执行其他任务，提高了程序的效率。
序列图
下面是一个基于TCP非阻塞通信的简单序列图：
sequenceDiagram
participant Server
participant Client
Client->>Server: 连接请求
Server->>Server: 设置非阻塞模式
Server->>Server: 接受连接请求
Server->>Client: 连接建立
Client->>Client: 设置非阻塞模式
loop 持续通信
Client->>Server: 发送数据
Server->>Server: 接收数据
Server->>Client: 发送响应
Client->>Client: 接收响应
end
Server->>Server: 关闭连接
Client->>Client: 关闭连接
上述序列图展示了客户端与服务器之间的基于非阻塞IO的通信过程。客户端发送连接请求，服务器设置非阻塞模式并接受连接请求。然后，双方进行数据的发送与接收，直到通信结束，最后关闭连接。
关系图
下面是一个基于TCP非阻塞通信的简单关系图：
erDiagram
TCP_SERVER ||--o{ TCP_CLIENT : 接受连接请求
TCP_CLIENT ||--o{ TCP_SERVER : 建立连接
TCP_SERVER ||--o{ TCP_CLIENT : 发送响应
TCP_CLIENT ||--o{ TCP_SERVER : 接收响应
TCP_SERVER ||--o{ TCP_CLIENT : 关闭连接
TCP_CLIENT ||--o{ TCP_SERVER : 关闭连接
上述关系图展示了服务器与客户端之间的关系。服务器接受客户端的连接请求
