详解Python的Twisted框架中reactor事件管理器的用法(python traits)

编辑：rootadmin

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铺垫在大量的实践中，似乎我们总是通过类似的方式来使用异步编程：

监听事件事件发生执行对应的回调函数回调完成（可能产生新的事件添加进监听队列）回到1，监听事件

因此我们将这样的异步模式称为Reactor模式，例如在iOS开发中的Run Loop概念，实际上非常类似于Reactor loop，主线程的Run Loop监听屏幕UI事件，一旦发生UI事件则执行对应的事件处理代码，还可以通过GCD等方式产生事件至主线程执行。

上图是boost对Reactor模式的描绘，Twisted的设计就是基于这样的Reactor模式，Twisted程序就是在等待事件、处理事件的过程中不断循环。

reactor是Twisted程序中的单例对象。

reactorreactor是事件管理器，用于注册、注销事件，运行事件循环，当事件发生时调用回调函数处理。关于reactor有下面几个结论:

Twisted的reactor只有通过调用reactor.run()来启动。 reactor循环是在其开始的进程中运行，也就是运行在主进程中。一旦启动，就会一直运行下去。reactor就会在程序的控制下（或者具体在一个启动它的线程的控制下）。 reactor循环并不会消耗任何CPU的资源。并不需要显式的创建reactor，只需要引入就OK了。

最后一条需要解释清楚。在Twisted中，reactor是Singleton（也就是单例模式），即在一个程序中只能有一个reactor，并且只要你引入它就相应地创建一个。上面引入的方式这是twisted默认使用的方法，当然了，twisted还有其它可以引入reactor的方法。例如，可以使用twisted.internet.pollreactor中的系统调用来poll来代替select方法。

若使用其它的reactor，需要在引入twisted.internet.reactor前安装它。下面是安装pollreactor的方法：

如果你没有安装其它特殊的reactor而引入了twisted.internet.reactor，那么Twisted会根据操作系统安装默认的reactor。正因为如此，习惯性做法不要在最顶层的模块内引入reactor以避免安装默认reactor，而是在你要使用reactor的区域内安装。下面是使用 pollreactor重写上上面的程序:

那么reactor是如何实现单例的？来看一下from twisted.internet import reactor做了哪些事情就并明白了。

下面是twisted/internet/reactor.py的部分代码:

注：Python中所有加载到内存的模块都放在sys.modules，它是一个全局字典。当import一个模块时首先会在这个列表中查找是否已经加载了此模块，如果加载了则只是将模块的名字加入到正在调用import的模块的命名空间中。如果没有加载则从sys.path目录中按照模块名称查找模块文件，找到后将模块载入内存，并加入到sys.modules中，并将名称导入到当前的命名空间中。

详解Python的Twisted框架中reactor事件管理器的用法(python traits)

假如我们是第一次运行from twisted.internet import reactor，因为sys.modules中还没有twisted.internet.reactor，所以会运行reactory.py中的代码，安装默认的reactor。之后，如果导入的话，因为sys.modules中已存在该模块，所以会直接将sys.modules中的twisted.internet.reactor导入到当前命名空间。

default中的install：

很明显，default中会根据平台获取相应的install。Linux下会首先使用epollreactor，如果内核还不支持，就只能使用pollreactor。Mac平台使用pollreactor，windows使用selectreactor。每种install的实现差不多，这里我们抽取selectreactor中的install来看看。

在installReactor中，向sys.modules添加twisted.internet.reactor键，值就是再install中创建的单例reactor。以后要使用reactor，就会导入这个单例了。

implementer表示SelectReactor实现了IReactorFDSet接口的方法，这里用到了zope.interface，它是python中的接口实现，有兴趣的同学可以去看下。

IReactorFDSet接口主要对描述符的获取、添加、删除等操作的方法。这些方法看名字就能知道意思，所以我就没有加注释。

示例中的reactor.listenTCP()注册了一个监听事件，它是父类PosixReactorBase中方法。

整个逻辑很简单，和正常的server端一样，创建套接字、绑定、监听。不同的是将套接字的描述符添加到了reactor的读集合。那么假如有了client连接过来的话，reactor会监控到，然后触发事件处理程序。

reacotr.run()事件主循环

mianLoop就是最终的主循环了，在循环中，调用doIteration方法监控读写描述符的集合，一旦发现有描述符准备好读写，就会调用相应的事件处理程序。

那么假如客户端有连接请求了，就会调用读集合中tcp.Port的doRead方法。

doRead方法中，调用accept产生了用于接收客户端数据的套接字，将套接字与transport绑定，然后把transport加入到reactor的读集合。当客户端有数据到来时，就会调用transport的doRead方法进行数据读取了。

Connection是Server（transport实例的类）的父类，它实现了doRead方法。

_dataReceived中调用了示例中我们自定义的EchoProtocol的dataReceived方法处理数据。

至此，一个简单的流程，从创建监听事件，到接收客户端数据就此结束了。