流
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**源码:** Lib/asyncio/streams.py

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流是用于处理网络连接的高级 async/await-ready 原语。流允许发送和接收数
据，而不需要使用回调或低级协议和传输。

下面是一个使用 asyncio streams 编写的 TCP echo 客户端示例:

   import asyncio

   async def tcp_echo_client(message):
       reader, writer = await asyncio.open_connection(
           '127.0.0.1', 8888)

       print(f'Send: {message!r}')
       writer.write(message.encode())
       await writer.drain()

       data = await reader.read(100)
       print(f'Received: {data.decode()!r}')

       print('Close the connection')
       writer.close()
       await writer.wait_closed()

   asyncio.run(tcp_echo_client('Hello World!'))

参见下面的 Examples 部分。

-[ Stream 函数 ]-

下面的高级 asyncio 函数可以用来创建和处理流:

coroutine asyncio.open_connection(host=None, port=None, *, loop=None, limit=None, ssl=None, family=0, proto=0, flags=0, sock=None, local_addr=None, server_hostname=None, ssl_handshake_timeout=None)

   建立网络连接并返回一对 "(reader, writer)" 对象。

   返回的 *reader* 和 *writer* 对象是 "StreamReader" 和 "StreamWriter"
   类的实例。

   *loop* 参数是可选的，当从协程中等待该函数时，总是可以自动确定。

   *limit* 确定返回的 "StreamReader" 实例使用的缓冲区大小限制。默认情
   况下，*limit* 设置为 64 KiB 。

   其余的参数直接传递到 "loop.create_connection()" 。

   3.7 版新加入: *ssl_handshake_timeout* 形参。

coroutine asyncio.start_server(client_connected_cb, host=None, port=None, *, loop=None, limit=None, family=socket.AF_UNSPEC, flags=socket.AI_PASSIVE, sock=None, backlog=100, ssl=None, reuse_address=None, reuse_port=None, ssl_handshake_timeout=None, start_serving=True)

   启动套接字服务。

   当一个新的客户端连接被建立时，回调函数 *client_connected_cb* 会被调
   用。该函数会接收到一对参数 "(reader, writer)" ，reader是类
   "StreamReader" 的实例，而writer是类 "StreamWriter" 的实例。

   *client_connected_cb* 即可以是普通的可调用对象也可以是一个 协程函数
   ; 如果它是一个协程函数，它将自动作为 "Task" 被调度。

   *loop* 参数是可选的。当在一个协程中await该方法时，该参数始终可以自
   动确定。

   *limit* 确定返回的 "StreamReader" 实例使用的缓冲区大小限制。默认情
   况下，*limit* 设置为 64 KiB 。

   余下的参数将会直接传递给 "loop.create_server()".

   3.7 版新加入: The *ssl_handshake_timeout* and *start_serving*
   parameters.

-[ Unix 套接字 ]-

coroutine asyncio.open_unix_connection(path=None, *, loop=None, limit=None, ssl=None, sock=None, server_hostname=None, ssl_handshake_timeout=None)

   建立一个 Unix 套接字连接并返回 "(reader, writer)" 这对返回值。

   与 "open_connection()" 相似，但是操作在 Unix 套接字上

   请看文档 "loop.create_unix_connection()".

   可用性: Unix。

   3.7 版新加入: *ssl_handshake_timeout* 形参。

   3.7 版更變: *path* 现在是一个 *path-like object*

coroutine asyncio.start_unix_server(client_connected_cb, path=None, *, loop=None, limit=None, sock=None, backlog=100, ssl=None, ssl_handshake_timeout=None, start_serving=True)

   启动一个Unix socket服务。

   与 "start_server()" 相似，但是是在 Unix 套接字上的操作。

   请看文档 "loop.create_unix_server()".

   可用性: Unix。

   3.7 版新加入: The *ssl_handshake_timeout* and *start_serving*
   parameters.

   3.7 版更變: *path* 形参现在可以是 *path-like object* 对象。


StreamReader
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class asyncio.StreamReader

   这个类表示一个提供api来从IO流中读取数据的读取器对象。

   不推荐直接实例化 *StreamReader* 对象，建议使用 "open_connection()"
   和 "start_server()" 来获取 *StreamReader* 实例。

   coroutine read(n=-1)

      读取 *n* 个byte.  如果没有设置 *n* , 则自动置为 "-1" ，读至 EOF
      并返回所有读取的byte。

      如果读到EOF，且内部缓冲区为空，则返回一个空的 "bytes" 对象。

   coroutine readline()

      读取一行，其中“行”指的是以 "\n" 结尾的字节序列。

      如果读到EOF而没有找到 "\n" ，该方法返回部分读取的数据。

      如果读到EOF，且内部缓冲区为空，则返回一个空的 "bytes" 对象。

   coroutine readexactly(n)

      精准读取 *n* 个 bytes，不能超过也不能少于。

      如果在读取完 *n* 个byte之前读取到EOF，则会抛出
      "IncompleteReadError" 异常。使用 "IncompleteReadError.partial"
      属性来获取到达流结束之前读取的 bytes 字符串。

   coroutine readuntil(separator=b'\n')

      从流中读取数据直至遇到 *分隔符*

      成功后，数据和指定的separator将从内部缓冲区中删除(或者说被消费掉
      )。返回的数据将包括在末尾的指定separator。

      如果读取的数据量超过了配置的流限制，将引发 "LimitOverrunError"
      异常，数据将留在内部缓冲区中并可以再次读取。

      如果在找到完整的separator之前到达EOF，则会引发
      "IncompleteReadError" 异常，并重置内部缓冲区。
      "IncompleteReadError.partial" 属性可能包含指定separator的一部分
      。

      3.5.2 版新加入.

   at_eof()

      如果缓冲区为空并且 "feed_eof()" 被调用，则返回 "True" 。


StreamWriter
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class asyncio.StreamWriter

   这个类表示一个写入器对象，该对象提供api以便于写数据至IO流中。

   不建议直接实例化 *StreamWriter*；而应改用 "open_connection()" 和
   "start_server()"。

   write(data)

      此方法会尝试立即将 *data* 写入到下层的套接字。 如果写入失败，数
      据会被排入内部写缓冲队列直到可以被发送。

      此方法应当与 "drain()" 方法一起使用:

         stream.write(data)
         await stream.drain()

   writelines(data)

      此方法会立即尝试将一个字节串列表（或任何可迭代对象）写入到下层的
      套接字。 如果写入失败，数据会被排入内部写缓冲队列直到可以被发送
      。

      此方法应当与 "drain()" 方法一起使用:

         stream.writelines(lines)
         await stream.drain()

   close()

      此方法会关闭流以及下层的套接字。

      此方法应与 "wait_closed()" 方法一起使用:

         stream.close()
         await stream.wait_closed()

   can_write_eof()

      如果下层的传输支持 "write_eof()" 方法则返回``True``，否则返回
      "False"。

   write_eof()

      在已缓冲的写入数据被刷新后关闭流的写入端。

   transport

      返回下层的 asyncio 传输。

   get_extra_info(name, default=None)

      访问可选的传输信息；详情参见 "BaseTransport.get_extra_info()"。

   coroutine drain()

      等待直到可以适当地恢复写入到流。 示例:

         writer.write(data)
         await writer.drain()

      这是一个与下层的 IO 写缓冲区进行交互的流程控制方法。 当缓冲区大
      小达到最高水位（最大上限）时，*drain()* 会阻塞直到缓冲区大小减少
      至最低水位以便恢复写入。 当没有要等待的数据时，"drain()" 会立即
      返回。

   is_closing()

      如果流已被关闭或正在被关闭则返回 "True"。

      3.7 版新加入.

   coroutine wait_closed()

      等待直到流被关闭。

      应当在 "close()" 之后被调用以便等待直到下层的连接被关闭。

      3.7 版新加入.


例子
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使用流的 TCP 回显客户端
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使用 "asyncio.open_connection()" 函数的 TCP 回显客户端:

   import asyncio

   async def tcp_echo_client(message):
       reader, writer = await asyncio.open_connection(
           '127.0.0.1', 8888)

       print(f'Send: {message!r}')
       writer.write(message.encode())

       data = await reader.read(100)
       print(f'Received: {data.decode()!r}')

       print('Close the connection')
       writer.close()

   asyncio.run(tcp_echo_client('Hello World!'))

也參考: TCP 回显客户端协议 示例使用底层级的 "loop.create_connection()" 方法
     。


使用流的 TCP 回显服务器
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TCP 回显服务器使用 "asyncio.start_server()" 函数:

   import asyncio

   async def handle_echo(reader, writer):
       data = await reader.read(100)
       message = data.decode()
       addr = writer.get_extra_info('peername')

       print(f"Received {message!r} from {addr!r}")

       print(f"Send: {message!r}")
       writer.write(data)
       await writer.drain()

       print("Close the connection")
       writer.close()

   async def main():
       server = await asyncio.start_server(
           handle_echo, '127.0.0.1', 8888)

       addr = server.sockets[0].getsockname()
       print(f'Serving on {addr}')

       async with server:
           await server.serve_forever()

   asyncio.run(main())

也參考: 使用 "loop.create_server()" 方法的 TCP 回显服务器协议 示例。


获取 HTTP 标头
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查询命令行传入 URL 的 HTTP 标头的简单示例:

   import asyncio
   import urllib.parse
   import sys

   async def print_http_headers(url):
       url = urllib.parse.urlsplit(url)
       if url.scheme == 'https':
           reader, writer = await asyncio.open_connection(
               url.hostname, 443, ssl=True)
       else:
           reader, writer = await asyncio.open_connection(
               url.hostname, 80)

       query = (
           f"HEAD {url.path or '/'} HTTP/1.0\r\n"
           f"Host: {url.hostname}\r\n"
           f"\r\n"
       )

       writer.write(query.encode('latin-1'))
       while True:
           line = await reader.readline()
           if not line:
               break

           line = line.decode('latin1').rstrip()
           if line:
               print(f'HTTP header> {line}')

       # Ignore the body, close the socket
       writer.close()

   url = sys.argv[1]
   asyncio.run(print_http_headers(url))

用法:

   python example.py http://example.com/path/page.html

或使用 HTTPS:

   python example.py https://example.com/path/page.html


注册一个打开的套接字以等待使用流的数据
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使用 "open_connection()" 函数实现等待直到套接字接收到数据的协程:

   import asyncio
   import socket

   async def wait_for_data():
       # Get a reference to the current event loop because
       # we want to access low-level APIs.
       loop = asyncio.get_running_loop()

       # Create a pair of connected sockets.
       rsock, wsock = socket.socketpair()

       # Register the open socket to wait for data.
       reader, writer = await asyncio.open_connection(sock=rsock)

       # Simulate the reception of data from the network
       loop.call_soon(wsock.send, 'abc'.encode())

       # Wait for data
       data = await reader.read(100)

       # Got data, we are done: close the socket
       print("Received:", data.decode())
       writer.close()

       # Close the second socket
       wsock.close()

   asyncio.run(wait_for_data())

也參考:

  使用低层级协议以及 "loop.create_connection()" 方法的 注册一个打开的
  套接字以等待使用协议的数据 示例。

  使用低层级的 "loop.add_reader()" 方法来监视文件描述符的 监视文件描述
  符以读取事件 示例。
