（转） Twisted ： 第三部分：开始认识Twisted

用twisted的方式实现前面的内容

最终咱们将使用twisted的方式来从新实现咱们前面的异步模式客户端。不过，首先咱们先稍微写点简单的twisted程序来认识一下twisted。

最最简单的twisted程序就是下面的代码，其在twisted-intro目录中的basic-twisted/simple.py中。

from twisted.internet import reactor
reactor.run()

能够用下面的命令来运行它：

python basic-twisted/simple.py

正如在第二部分所说的那样，twisted是实现了Reactor模式的，所以它必然会有一个对象来表明这个reactor或者说是事件循环，而这正是twisted的核心。上面代码的第一行引入了reactor，第二行开始启动事件循环。

这个程序什么事情也不作。除非你经过ctrl+c来终止它，不然它会一直运行下去。正常状况下，咱们须要给出事件循环或者文件描述符来监视I/O（链接到某个服务器上，好比说咱们那个诗歌服务器）。后面咱们会来介绍这部份内容，如今这里的reactor被卡住了。值得注意的是，这里并非一个在不停运行的简单循环。若是你在桌面上有个CPU性能查看器，能够发现这个循环体不会带来任何性能损失。实际上，这个reactor被卡住在第二部分图5的最顶端，等待永远不会到来的事件发生（更具体点说是一个调用select函数，却没有监视任何文件描述符)。

下面咱们会让这个程序丰富起来，不过事先要说几个结论：

1.Twisted的reactor只有经过调用reactor.run()来启动。

2.reactor循环是在其开始的进程中运行，也就是运行在主进程中。

3.一旦启动，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）。

4.reactor循环并不会消耗任何CPU的资源。

5.并不须要显式的建立reactor，只须要引入就OK了。

最后一条须要解释清楚。在Twisted中，reactor是Singleton（也是一种模式），即在一个程序中只能有一个reactor，而且只要你引入它就相应地建立一个。上面引入的方式这是twisted默认使用的方法，固然了，twisted还有其它能够引入reactor的方法。例如，可使用twisted.internet.pollreactor中的系统调用来poll来代替select方法。

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

from twisted.internet import pollreactor
pollreactor.install()

若是你没有安装其它特殊的reactor而引入了twisted.internet.reactor，那么Twisted会为你安装selectreactor。正由于如此，习惯性作法不要在最顶层的模块内引入reactor以免安装默认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，能够在basic-twisted/simple-poll.py文件中找到中找到：

from twited.internet import pollreactor
pollreactor.install()
from twisted.internet import reactor
reactor.run()

上面这段代码一样没有作任何事情。

后面咱们都会只使用默认的reactor，就单纯为了学习来讲 ，全部的不一样的reactor作的事情都同样。

你好，Twisted

咱们得用Twisted来作什么吧。下面这段代码在reactor循环开始后向终端打印一条消息：

def hello():
    print 'Hello from the reactor loop!'
    print 'Lately I feel like I\'m stuck in a rut.'
from twisted.internet import reactor 
reactor.callWhenRunning(hello)
print 'Starting the reactor.'
reactor.run()

这段代码能够在basic-twisted/hello.py中找到。运行它，会获得以下结果：

Starting the reactor. 
Hello from the reactor loop!
Lately I feel like I'm stuck in a rut.

仍然须要你手动来关掉程序，由于它在打印完毕后就又卡住了。

值得注意的是，hello函数是在reactor启动后被调用的。这意味是reactor调用的它，也就是说Twisted在调用咱们的函数。咱们经过调用reactor的callWhenRunning函数，并传给它一个咱们想调用函数的引用来实现hello函数的调用。固然，咱们必须在启动reactor以前完成这些工做。

咱们使用回调来描述hello函数的引用。回调实际上就是交给Twisted（或者其它框架）的一个函数引用，这样Twisted会在合适的时间调用这个函数引用指向的函数，具体到这个程序中，是在reactor启动的时候调用。因为Twisted循环是独立于咱们的代码，咱们的业务代码与reactor核心代码的绝大多数交互都是经过使用Twisted的APIs回调咱们的业务函数来实现的。

咱们能够经过下面这段代码来观察Twisted是如何调用咱们代码的：

import traceback
def stack():
    print 'The python stack:'
    traceback.print_stack()
from twisted.internet import reactor
reactor.callWhenRunning(stack)
reactor.run()

这段代码的文件是 basic-twisted/stack.py。不出意外，它的输出是：

The python stack: 
... reactor.run() <-- This is where we called the reactor 
... ... <-- A bunch of Twisted function calls ... 
traceback.print_stack() <-- The second line in the stack function

不用考虑这其中的若干Twisted自己的函数。只须要关心reactor.run()与咱们本身的函数调用之间的关系便可。

有关回调的一些其它说明：

Twisted并非惟一使用回调的框架。许多历史悠久的框架都已在使用它。诸多GUI的框架也是基于回调来实现的，如GTK和QT。

交互式程序的编程人员特别喜欢回调。也许喜欢到想嫁给它。也许已经这样作了。但下面这几点值得咱们仔细考虑下：

1.reactor模式是单线程的。

2.像Twisted这种交互式模型已经实现了reactor循环，意味无需咱们亲自去实现它。

3.咱们仍然须要框架来调用咱们本身的代码来完成业务逻辑。

4.由于在单线程中运行，要想跑咱们本身的代码，必须在reactor循环中调用它们。

5.reactor事先并不知道调用咱们代码的哪一个函数

这样的话，回调并不只仅是一个可选项，而是游戏规则的一部分。

图6说明了回调过程当中发生的一切：

图6 reactor启用回调

图6揭示了回调中的几个重要特性：

1.咱们的代码与Twisted代码运行在同一个进程中。

2.当咱们的代码运行时，Twisted代码是处于暂停状态的。

3.一样，当Twisted代码处于运行状态时，咱们的代码处于暂停状态。

4.reactor事件循环会在咱们的回调函数返回后恢复运行。

在一个回调函数执行过程当中，实际上Twisted的循环是被有效地阻塞在咱们的代码上的。所以，所以咱们应该确保回调函数不要浪费时间（尽快返回）。特别须要强调的是，咱们应该尽可能避免在回调函数中使用会阻塞I/O的函数。不然，咱们将失去全部使用reactor所带来的优点。Twisted是不会采起特殊的预防措施来防止咱们使用可阻塞的代码的，这须要咱们本身来确保上面的状况不会发生。正如咱们实际所看到的同样，对于普通网络I/O的例子，因为咱们让Twisted替咱们完成了异步通讯，所以咱们无需担忧上面的事情发生。

其它也可能会产生阻塞的操做是读或写一个非socket文件描述符（如管道）或者是等待一个子进程完成。

如何从阻塞转换到非阻塞操做取决你具体的操做是什么，可是也有一些Twisted APIs会帮助你实现转换。值得注意的是，不少标准的Python方法没有办法转换为非阻塞方式。例如，os.system中的不少方法会在子进程完成前一直处于阻塞状态。这也就是它工做的方式。因此当你使用Twisted时，避开使用os.system。

退出Twisted

原来咱们可使用reactor的stop方法来中止Twisted的reactor。可是一旦reactor中止就没法再启动了。（Dave的意思是，中止就退出程序了），所以只有在你想退出程序时才执行这个操做。

下面是退出代码，代码文件是basic-twisted/countdown.py：

class Countdown(object):
counter = 5
def count(self):
from twisted.internet import reactor
if self.counter == 0:
reactor.stop()
else:
print self.counter, '...'
self.counter -= 1
reactor.callLater(1, self.count)
from twisted.internet import reactor
reactor.callWhenRunning(Countdown().count)
 
print 'Start!'
reactor.run()
print 'Stop!'

在这个程序中使用了callLater函数为Twisted注册了一个回调函数。callLater中的第二个参数是回调函数，第一个则是说明你但愿在未来几秒钟时执行你的回调函数。那Twisted如何来在指定的时间执行咱们安排好的的回调函数。因为程序并无监放任何文件描述符，为何它没有像前那些程序那样卡在select循环上？select函数，或者其它相似的函数，一样会接纳一个超时参数。若是在只提供一个超时参数值而且没有可供I/O操做的文件描述符而超时时间到时，select函数一样会返回。所以，若是设置一个0的超时参数，那么会无任何阻塞地当即检查全部的文件描述符集。

你能够将超时做为图5中循环等待中的一种事件来看待。而且Twisted使用超时事件来确保那些经过callLater函数注册的延时回调在指定的时间执行。或者更确切的说，在指定时间的先后会执行。若是一个回调函数执行时间过长，那么下面的延时回调函数可能会被相应的后延执行。Twisted的callLater机制并不为硬实时系统提供任什么时候间上的保证。

下面是上面程序的输出：

Start! 
5 ... 
4 ...
3 ... 
2 ...
1 ... 
Stop!

捕获它，Twisted

因为Twisted常常会在回调中结束调用咱们的代码，所以你可能会想，若是咱们的回调函数中出现异常会发生什么情况。（Dave的意思是说，在结束咱们的回调函数后会再次回到Twisted代码中，若在咱们的回调中发生异常，那是否是异常会跑到Twisted代码中，而形成不可想象的后果 ）让咱们来试试，在basic-twisted/exception.py中的程序会在一个回调函数中引起一个异常，可是这不会影响下一个回调：

def falldown():
raise Exception('I fall down.')
 
def upagain():
print 'But I get up again.'
reactor.stop()
 
from twisted.internet import reactor
 
reactor.callWhenRunning(falldown)
reactor.callWhenRunning(upagain)
 
print 'Starting the reactor.'
reactor.run()

当你在命令行中运时，会有以下的输出：

Starting the reactor. Traceback (most recent call last):
... # I removed most of the traceback
exceptions.Exception: I fall down.
But I get up again.

注意，尽管咱们看到了因第一个回调函数引起异常而出现的跟踪栈，第二个回调函数依然可以执行。若是你将reactor.stop()注释掉的话，程序会继续运行下去。因此说，reactor并不会由于回调函数中出现失败（虽然它会报告异常）而中止运行。

网络服务器一般须要这种健壮的软件。它们一般不但愿因为一个随机的Bug致使崩溃。也并非说当咱们发现本身的程序内部有问题时，就垂头丧气。只是想说Twisted可以很好的从失败的回调中返回并继续执行。

请继续讲解诗歌服务器

如今，咱们已经准备好利用Twisted来搭建咱们的诗歌服务器。在第4部分，咱们会实现咱们的异步模式的诗歌服务器的Twisted版。