如何为stdin / stdout创建asyncio流读取器/写入器？

Question

我需要编写两个程序，它们将作为父进程及其子进程运行。 父进程生成子进程，然后通过连接到子进程stdin和stdout的一对管道进行通信。 通信是点对点的，这就是我需要asyncio的原因。 一个简单的读/回放循环是行不通的。

我写过父母。 没问题，因为asyncio提供了我在create_subprocess_exec()所需的一切。

但是我不知道如何在孩子中创建类似的流读取器/写入器。 我没想到会有任何问题。 因为已经创建了管道，并且在子进程启动时可以使用文件描述符0和1。 没有连接是打开的，不需要生成任何进程。

这是我不努力的尝试：

import asyncio
import sys

_DEFAULT_LIMIT = 64 * 1024

async def connect_stdin_stdout(limit=_DEFAULT_LIMIT, loop=None):
    if loop is None:
        loop = asyncio.get_event_loop()
    reader = asyncio.StreamReader(limit=limit, loop=loop)
    protocol = asyncio.StreamReaderProtocol(reader, loop=loop)
    r_transport, _ = await loop.connect_read_pipe(lambda: protocol, sys.stdin)
    w_transport, _ = await loop.connect_write_pipe(lambda: protocol, sys.stdout)
    writer = asyncio.StreamWriter(w_transport, protocol, reader, loop)
    return reader, writer

问题是我有两个运输工具，我应该有一个。 该函数失败，因为它尝试将协议的传输设置两次：

await loop.connect_read_pipe(lambda: protocol, sys.stdin)
await loop.connect_write_pipe(lambda: protocol, sys.stdout)
# !!!! assert self._transport is None, 'Transport already set'

我试图将伪协议传递给第一行，但这行也不正确，因为需要两个传输，而不仅仅是一个：

writer = asyncio.StreamWriter(w_transport, protocol, reader, loop)

我想我需要以某种方式将两个单向传输组合到一个双向。 或者我的方法完全错了？ 你能给我一些建议吗？

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更新 ：经过一些测试后，这似乎有效（但对我来说不好看）：

async def connect_stdin_stdout(limit=_DEFAULT_LIMIT, loop=None):
    if loop is None:
        loop = asyncio.get_event_loop()
    reader = asyncio.StreamReader(limit=limit, loop=loop)
    protocol = asyncio.StreamReaderProtocol(reader, loop=loop)
    dummy = asyncio.Protocol()
    await loop.connect_read_pipe(lambda: protocol, sys.stdin) # sets read_transport
    w_transport, _ = await loop.connect_write_pipe(lambda: dummy, sys.stdout)
    writer = asyncio.StreamWriter(w_transport, protocol, reader, loop)
return reader, writer

Answer 1

您的第一个版本失败，因为您使用了错误的协议作者; StreamReaderProtocol实现了对传入连接和数据作出反应的钩子，这是写作方不会也不应该处理的事情。

loop.connect_write_pipe()协程使用您传入的协议工厂并返回生成的协议实例。 您确实希望在流编写器中使用相同的协议对象，而不是用于阅读器的协议。

接下来，您不希望将stdin读取器传递给stdout流stdin器！ 该类假定读者和编写者连接到同一个文件描述符，而这种情况实际上并非如此。

在最近的过去，我构建了以下内容来处理子进程的stdio; stdio()函数基于Nathan Hoad关于该主题的要点 ，加上Windows的后备，其中支持将stdio视为管道的限制 。

你确实希望asyncio.streams.FlowControlMixin正确处理背压，所以我的版本使用（未记录的） asyncio.streams.FlowControlMixin类作为协议; 你真的不需要更多：

import asyncio
import os
import sys

async def stdio(limit=asyncio.streams._DEFAULT_LIMIT, loop=None):
    if loop is None:
        loop = asyncio.get_event_loop()

    if sys.platform == 'win32':
        return _win32_stdio(loop)

    reader = asyncio.StreamReader(limit=limit, loop=loop)
    await loop.connect_read_pipe(
        lambda: asyncio.StreamReaderProtocol(reader, loop=loop), sys.stdin)

    writer_transport, writer_protocol = await loop.connect_write_pipe(
        lambda: asyncio.streams.FlowControlMixin(loop=loop),
        os.fdopen(sys.stdout.fileno(), 'wb'))
    writer = asyncio.streams.StreamWriter(
        writer_transport, writer_protocol, None, loop)

    return reader, writer

def _win32_stdio(loop):
    # no support for asyncio stdio yet on Windows, see https://bugs.python.org/issue26832
    # use an executor to read from stdio and write to stdout
    # note: if nothing ever drains the writer explicitly, no flushing ever takes place!
    class Win32StdinReader:
        def __init__(self):
            self.stdin = sys.stdin.buffer 
        async def readline():
            # a single call to sys.stdin.readline() is thread-safe
            return await loop.run_in_executor(None, self.stdin.readline)

    class Win32StdoutWriter:
        def __init__(self):
            self.buffer = []
            self.stdout = sys.stdout.buffer
        def write(self, data):
            self.buffer.append(data)
        async def drain(self):
            data, self.buffer = self.buffer, []
            # a single call to sys.stdout.writelines() is thread-safe
            return await loop.run_in_executor(None, sys.stdout.writelines, data)

    return Win32StdinReader(), Win32StdoutWriter()

虽然可能已经过时了一点，但我发现Nathaniel J. Smith在2016年的博客文章中对asyncio和curio 非常有帮助，因为它非常有助于理解asyncio，协议，传输和背压等所有这些内容的相互作用和挂起。 该文章还说明了为什么为stdio创建reader和writer对象目前是如此冗长和繁琐。