用Tornado Web服务的基本流程
1.实现处理请求的Handler,该类继承自tornado.web.RequestHandler,实现用于处理请求的对应方法如:get、post等。返回内容用self.write方法输出。
2.实例化一个Application。构造函数的参数是一个Handlers列表,通过正则表达式,将请求与Handler对应起来。通过dict将Handler需要的其他对象以参数的方式传递给Handler的initialize方法。
3.初始化一个tornado.httpserver.HTTPServer对象,构造函数的参数是上一步的Application对象。
4.为HTTPServer对象绑定一个端口。
5.开始IOLoop。
需要用到的特性
由于tornado的亮点是异步请求,所以这里首先想到的是将所有请求都改造为异步的。但是这里遇到一个问题,就是异步函数内一定不能有阻塞调用出现,否则整个IOLoop都会被卡住。这就要求彻底地去改造服务,将所有IO或是用时较长的请求都改造为异步函数。这个工程量是非常大的,需要去修改已有的代码。因此,我们考虑用线程池的方式去实现。当一个线程阻塞在某个请求或IO时,其他线程或IOLoop会继续执行。
另外一个瓶颈就是GIL限制了CPU的并发数量,因此考虑用子进程的方式增加进程数,提高服务能力上限。
综合上面的分析,大致用以下方案:
1.通过子进程的方式复制多个进程,使子进程中的只读页指向同一个物理页。
2.线程池。回避异步改造的工作量,增加IO的并发量。
测试代码
首先测试线程池,测试用例为:
对sleep页面同时发出两个请求:
1.在线程池中运行的函数(这里是self.block_task)能够同时执行。表现为在控制台交替打印出数字。
2.两个get请求几乎同时返回,在浏览器上显示返回的内容。
线程池的测试代码如下:
import os
import sys
import time
import tornado.httpserver
import tornado.ioloop
import tornado.options
import tornado.web
import tornado.gen
from tornado.concurrent import run_on_executor
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
from tornado.options import define, options
class HasBlockTaskHandler(tornado.web.RequestHandler):
executor = ThreadPoolExecutor(20) #起线程池,由当前RequestHandler持有
@tornado.gen.coroutine
def get(self):
strTime = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print "in get before block_task %s" % strTime
result = yield self.block_task(strTime)
print "in get after block_task"
self.write("%s" % (result))
@run_on_executor
def block_task(self, strTime):
print "in block_task %s" % strTime
for i in range(1, 16):
time.sleep(1)
print "step %d : %s" % (i, strTime)
return "Finish %s" % strTime
if __name__ == "__main__":
tornado.options.parse_command_line()
app = tornado.web.Application(handlers=[(r"/sleep", HasBlockTaskHandler)], autoreload=False, debug=False)
http_server = tornado.httpserver.HTTPServer(app)
http_server.bind(8888)
tornado.ioloop.IOLoop.instance().start()
整个代码里有几个位置值得关注:
1.executor = ThreadPoolExecutor(20)。这是给Handler类初始化了一个线程池。其中concurrent.futures不属于tornado,是Python的一个独立模块,在python3中是内置模块,python2.7需要自己安装。
2.修饰符@run_on_executor。这个修饰符将同步函数改造为在executor(这里是线程池)上运行的异步函数,内部实现是将被修饰的函数submit到executor,返回一个Future对象。
3.修饰符@tornado.gen.coroutine。被这个修饰符修饰的函数,是一个以同步函数方式编写的异步函数。原本通过callback方式编写的异步代码,有了这个修饰符,可以通过yield一个Future的方式来写。被修饰的函数在yield了一个Future对象后将会被挂起,Future对象的结果返回后继续执行。
运行代码后,在两个不同浏览器上访问sleep页面,得到了想要的效果。这里有一个小插曲,就是如果在同一浏览器的两个tab上进行测试,是无法看到想要的效果。第二个get请求会被block,直到第一个get请求返回,服务端才开始处理第二个get请求。这让我一度觉得多线程没有生效,用了半天时间查了很多资料,才看到是浏览器把相同的第二个请求block了,具体链接参考这里。
由于tornado很方便地支持多进程模型,多进程的使用要简单很多,在以上例子中,只需要对启动部分稍作改动即可。具体代码如下所示: