python asyncio如何讀取StdIn並寫入StdOut？

Question

我需要異步讀取 StdIn 以獲取消息（json 由 \\r\\n 終止），並在處理異步后將更新的消息寫入 StdOut。

目前我正在同步進行，例如：

class SyncIOStdInOut():
    def write(self, payload: str):
        sys.stdout.write(payload)
        sys.stdout.write('\r\n')
        sys.stdout.flush()

    def read(self) -> str:
        payload=sys.stdin.readline()
        return  payload

如何執行相同但異步的操作？

Answer 1

這是使用異步流（對於 Unix）將stdout stdin回顯到stdout的示例。

import asyncio
import sys


async def connect_stdin_stdout():
    loop = asyncio.get_event_loop()
    reader = asyncio.StreamReader()
    protocol = asyncio.StreamReaderProtocol(reader)
    await loop.connect_read_pipe(lambda: protocol, sys.stdin)
    w_transport, w_protocol = await loop.connect_write_pipe(asyncio.streams.FlowControlMixin, sys.stdout)
    writer = asyncio.StreamWriter(w_transport, w_protocol, reader, loop)
    return reader, writer


async def main():
    reader, writer = await connect_stdin_stdout()
    while True:
        res = await reader.read(100)
        if not res:
            break
        writer.write(res)


if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

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作為即用型解決方案，您可以使用aioconsole庫。 它實現了類似的方法，但也提供了額外有用的異步等價物input 、 print 、 exec和code.interact ：

from aioconsole import get_standard_streams

async def main():
    reader, writer = await get_standard_streams()

更新：

讓我們試着弄清楚函數connect_stdin_stdout是如何工作的。

1. 獲取當前事件循環：

loop = asyncio.get_event_loop()

2. 創建StreamReader實例。

reader = asyncio.StreamReader()

通常， StreamReader/StreamWriter類不打算直接實例化，只能作為open_connection()和start_server()等函數的結果使用。 StreamReader為某些數據流提供緩沖的異步接口。 一些源代碼（庫代碼）調用它的函數，例如feed_data 、 feed_eof ，數據被緩沖並且可以使用文檔化的接口協程read() 、 readline()等read() 。

3. 創建StreamReaderProtocol實例。

protocol = asyncio.StreamReaderProtocol(reader)

此類派生自asyncio.Protocol和FlowControlMixin ，有助於在Protocol和StreamReader之間進行調整。 它覆蓋諸如data_received 、 eof_received類的Protocol方法並調用StreamReader方法feed_data 。

4. 在事件循環中注冊標准輸入流stdin 。

await loop.connect_read_pipe(lambda: protocol, sys.stdin)

connect_read_pipe函數將類似文件的對象作為pipe參數。 stdin是一個類似文件的對象。 從現在開始，所有從stdin讀取的數據都將落入StreamReaderProtocol ，然后傳入StreamReader

5. 在事件循環中注冊標准輸出流stdout 。

w_transport, w_protocol = await loop.connect_write_pipe(FlowControlMixin, sys.stdout)

在connect_write_pipe您需要傳遞一個協議工廠，該工廠創建實現StreamWriter.drain()流控制邏輯的協議實例。 該邏輯在FlowControlMixin類中實現。 StreamReaderProtocol繼承自它。

6. 創建StreamWriter實例。

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

此類使用函數write() 、 writelines()等將傳遞給它的數據轉發到底層transport 。

protocol用於支持drain()函數等待底層傳輸已刷新其內部緩沖區並可以再次寫入的那一刻。

reader是一個可選參數，可以是None ，它還用於支持drain()函數，在此函數開始時檢查是否為 reader 設置了異常，例如，由於連接丟失（相關對於套接字和雙向連接），那么drain()也會拋出異常。

您可以在這個很好的答案中閱讀有關StreamWriter和drain()函數的更多信息。

更新 2：

要使用\\r\\n分隔符讀取行，可以使用readuntil

Answer 2

這是您可以從 stdin 異步讀取的另一種方式（一次讀取一行）。

async def async_read_stdin()->str:
    loop = asyncio.get_event_loop()
    return await loop.run_in_executor(None, sys.stdin.readline)