如何為stdin / stdout創建asyncio流讀取器/寫入器？

Question

我需要編寫兩個程序，它們將作為父進程及其子進程運行。 父進程生成子進程，然后通過連接到子進程stdin和stdout的一對管道進行通信。 通信是點對點的，這就是我需要asyncio的原因。 一個簡單的讀/回放循環是行不通的。

我寫過父母。 沒問題，因為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創建類似的流讀取器/寫入器。 我沒想到會有任何問題。 因為已經創建了管道，並且在子進程啟動時可以使用文件描述符0和1。 沒有連接是打開的，不需要生成任何進程。

這是我不努力的嘗試：

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

問題是我有兩個運輸工具，我應該有一個。 該函數失敗，因為它嘗試將協議的傳輸設置兩次：

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'

我試圖將偽協議傳遞給第一行，但這行也不正確，因為需要兩個傳輸，而不僅僅是一個：

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

我想我需要以某種方式將兩個單向傳輸組合到一個雙向。 或者我的方法完全錯了？ 你能給我一些建議嗎？

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更新 ：經過一些測試后，這似乎有效（但對我來說不好看）：

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

您的第一個版本失敗，因為您使用了錯誤的協議作者; StreamReaderProtocol實現了對傳入連接和數據作出反應的鈎子，這是寫作方不會也不應該處理的事情。

loop.connect_write_pipe()協程使用您傳入的協議工廠並返回生成的協議實例。 您確實希望在流編寫器中使用相同的協議對象，而不是用於閱讀器的協議。

接下來，您不希望將stdin讀取器傳遞給stdout流stdin器！ 該類假定讀者和編寫者連接到同一個文件描述符，而這種情況實際上並非如此。

在最近的過去，我構建了以下內容來處理子進程的stdio; stdio()函數基於Nathan Hoad關於該主題的要點 ，加上Windows的后備，其中支持將stdio視為管道的限制 。

你確實希望asyncio.streams.FlowControlMixin正確處理背壓，所以我的版本使用（未記錄的） asyncio.streams.FlowControlMixin類作為協議; 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()

雖然可能已經過時了一點，但我發現Nathaniel J. Smith在2016年的博客文章中對asyncio和curio 非常有幫助，因為它非常有助於理解asyncio，協議，傳輸和背壓等所有這些內容的相互作用和掛起。 該文章還說明了為什么為stdio創建reader和writer對象目前是如此冗長和繁瑣。