Add <target> to one more testcase (see r8206).
[docutils.git] / sandbox / holdenweb / asyncore.rst
blob42854763c5bdc6666834b1256fab9600aefe2bbb
1 ==========
2  asyncore
3 ==========
5 -----------------------------
6  Asynchronous socket handler
7 -----------------------------
9 Synopsis: A base class for developing asynchronous socket
10           handling services.
11 Type: module builtin
12 Module-Author: Sam Rushing <rushing@nightmare.com>
13 Author: Christopher Petrilli <petrilli@amber.org>
14 Author: Steve Holden <sholden@holdenweb.com>
16 .. Type: ... builtin, standard, various others: any specific usages required?
18 .. Heavily adapted from original documentation by Sam Rushing.
20 ..  ............................................
21 ..   This is the (first) RFC822-reader strawman
22 ..  ............................................
23 ..    Presumes a custom reader appropriate to docpy
24 ..    RFC822 continuation IS allowed (see Synopsis)
25 ..    Needtocheck: RFC822-readers and multiple entities?  (Author lines)
26 ..    Dunno about implication of \section in the original
27 ..    Dunno about comments (#?);  "Credit: Sam Rushing?"
28 ..    Note in passing: names of new roles and directives made similar to
29 ..      the existing docpy macros on purpose (for existing corpus & community)
30 ..                  
31 ..    Markups needed, used, and existing in rst:
32 ..      *emphasis*
34 ..    Markups needed, used, and modified by this strawman:
35 ..      ``code``
36 ..    
37 ..    Roles needed below by this strawman:
38 ..      :cfunction:``
39 ..      :module:``
40 ..      :refmodule:``
41 ..      :class:``
42 ..      :function:``
43 ..      :var:``
44 ..      :label:``
45 ..    
46 ..    Directives needed below by this strawman:
47 ..      .. funcdesc::
48 ..              need to parse for optional argumnents shown as [...]
49 ..      .. classdesc::
50 ..      .. datadesc::
52 ..    TBS - formals, e.g., funcdesc - several alternatives proposed
53 ..              below (see funcdesc) in this draft 
54 ..          the one shown first seems on track for consensus 04.3.20
55 ..              (the directive will parse brackets, etc. - easier to use!)
57 This module provides the basic infrastructure for writing asynchronous 
58 socket service clients and servers.
60 There are only two ways to have a program on a single processor do 
61 "more than one thing at a time." Multi-threaded programming is the 
62 simplest and most popular way to do it, but there is another very 
63 different technique, that lets you have nearly all the advantages of 
64 multi-threading, without actually using multiple threads.  It's really 
65 only practical if your program is largely I/O bound.  If your program 
66 is processor bound, then pre-emptive scheduled threads are probably what 
67 you really need. Network servers are rarely processor bound, however.
69 If your operating system supports the :cfunction:`select()` system call 
70 in its I/O library (and nearly all do), then you can use it to juggle 
71 multiple communication channels at once; doing other work while your 
72 I/O is taking place in the "background."  Although this strategy can 
73 seem strange and complex, especially at first, it is in many ways 
74 easier to understand and control than multi-threaded programming.  
75 The :module:`asyncore` module solves many of the difficult problems for 
76 you, making the task of building sophisticated high-performance 
77 network servers and clients a snap. For "conversational" applications
78 and protocols the companion  :refmodule:`asynchat` module is invaluable.
80 The basic idea behind both modules is to create one or more network
81 *channels*, instances of class :class:`asyncore.dispatcher` and
82 :class:`asynchat.async_chat`. Creating the channels adds them to a global
83 map, used by the :function:`loop()` function if you do not provide it
84 with your own :var:`map`.
86 Once the initial channel(s) is(are) created, calling the :function:`loop()`
87 function activates channel service, which continues until the last
88 channel (including any that have been added to the map during asynchronous
89 service) is closed.
91 .. funcdesc:: loop([timeout [, use_poll [, map]]])
93     Enter a polling loop that only terminates after all open channels
94     have been closed.  All arguments are optional.  The :var:`timeout`
95     argument sets the timeout parameter for the appropriate
96     :function:`select()` or :function:`poll()` call, measured in seconds;
97     the default is 30 seconds.  The :var:`use_poll` parameter, if true,
98     indicates that :function:`poll()` should be used in preference to
99     :function:`select()` (the default is ``False``).  The :var:`map` parameter
100     is a dictionary whose items are the channels to watch.  As channels
101     are closed they are deleted from their map.  If :var:`map` is
102     omitted, a global map is used (this map is updated by the default
103     class :method:`__init__()`
104     -- make sure you extend, rather than override, :method:`__init__()`
105     if you want to retain this behavior).
107     Channels (instances of :class:`asyncore.dispatcher`, :class:`asynchat.async_chat`
108     and subclasses thereof) can freely be mixed in the map.
109     
110 .. classdesc:: dispatcher()
112     The :class:`dispatcher` class is a thin wrapper around a low-level socket object.
113     To make it more useful, it has a few methods for event-handling  which are called
114     from the asynchronous loop.  
115     Otherwise, it can be treated as a normal non-blocking socket object.
117     Two class attributes can be modified, to improve performance,
118     or possibly even to conserve memory.
120     .. datadesc:: ac_in_buffer_size
121         The asynchronous input buffer size (default ``4096``).
123     .. datadesc:: ac_out_buffer_size
124         The asynchronous output buffer size (default ``4096``).
126     The firing of low-level events at certain times or in certain connection
127     states tells the asynchronous loop that certain higher-level events have
128     taken place. For example, if we have asked for a socket to connect to
129     another host, we know that the connection has been made when the socket
130     becomes writable for the first time (at this point you know that you may
131     write to it with the expectation of success). The implied higher-level
132     events are:
133   
134     ===================           ===============================================
135     ``Event``                     Description
136     -------------------           -----------------------------------------------
137     ``handle_connect()``          Implied by the first write event
138     ``handle_close()``            Implied by a read event with no data available
139     ``handle_accept()``           Implied by a read event on a listening socket
140     ===================           ===============================================
142   
143     During asynchronous processing, each mapped channel's :method:`readable()`
144     and :method:`writable()` methods are used to determine whether the channel's
145     socket should be added to the list of channels :cfunction:`select()`\ ed or
146     :cfunction:`poll()`\ ed for read and write events.
148 Thus, the set of channel events is larger than the basic socket events.
149 The full set of methods that can be overridden in your subclass follows:
151 .. methoddesc:: handle_read()
152     Called when the asynchronous loop detects that a :method:`read()`
153     call on the channel's socket will succeed.
155 .. methoddesc:: handle_write()
156     Called when the asynchronous loop detects that a writable socket
157     can be written.  
158     Often this method will implement the necessary buffering for 
159     performance.  For example::
162         def handle_write(self):
163             sent = self.send(self.buffer)
164             self.buffer = self.buffer[sent:]
166 .. methoddesc:: handle_expt()
167   Called when there is out of band (OOB) data for a socket 
168   connection.  This will almost never happen, as OOB is 
169   tenuously supported and rarely used.
171 .. methoddesc:: handle_connect()
172   Called when the active opener's socket actually makes a connection.
173   Might send a ``welcome'' banner, or initiate a protocol
174   negotiation with the remote endpoint, for example.
176 .. methoddesc:: handle_close()
177   Called when the socket is closed.
179 .. methoddesc:: handle_error()
180   Called when an exception is raised and not otherwise handled.  The default
181   version prints a condensed traceback.
183 .. methoddesc:: handle_accept()
184   Called on listening channels (passive openers) when a  
185   connection can be established with a new remote endpoint that
186   has issued a :method:`connect() call for the local endpoint.
188 .. methoddesc:: readable()
189   Called each time around the asynchronous loop to determine whether a
190   channel's socket should be added to the list on which read events can
191   occur.  The default method simply returns ``True``, 
192   indicating that by default, all channels will be interested in
193   read events.
195 .. methoddesc:: writable()
196   Called each time around the asynchronous loop to determine whether a
197   channel's socket should be added to the list on which write events can
198   occur.  The default method simply returns ``True``, 
199   indicating that by default, all channels will be interested in
200   write events.
202 In addition, each channel delegates or extends many of the socket methods.
203 Most of these are nearly identical to their socket partners.
205 .. methoddesc:: create_socket(family, type)
206   This is identical to the creation of a normal socket, and 
207   will use the same options for creation.  Refer to the
208   :refmodule:`socket` documentation for information on creating
209   sockets.
211 .. methoddesc:: connect(address)
212   As with the normal socket object, :var:`address` is a 
213   tuple with the first element the host to connect to, and the 
214   second the port number.
216 .. methoddesc:: send(data)
217   Send :var:`data` to the remote end-point of the socket.
219 .. methoddesc:: recv(buffer_size)
220   Read at most :var:`buffer_size` bytes from the socket's remote end-point.
221   An empty string implies that the channel has been closed from the other
222   end.
224 .. methoddesc:: listen(backlog)
225   Listen for connections made to the socket.  The :var:`backlog`
226   argument specifies the maximum number of queued connections
227   and should be at least 1; the maximum value is
228   system-dependent (usually 5).
230 .. methoddesc:: bind(address)
231   Bind the socket to :var:`address`.  The socket must not already
232   be bound.  (The format of :var:`address` depends on the address
233   family --- see above.)
235 .. methoddesc:: accept()
236   Accept a connection.  The socket must be bound to an address
237   and listening for connections.  The return value is a pair
238   ``(conn , address)`` where :var:`conn` is a
239   *new* socket object usable to send and receive data on
240   the connection, and :var:`address` is the address bound to the
241   socket on the other end of the connection.
243 .. methoddesc:: close()
244   Close the socket.  All future operations on the socket object
245   will fail.  The remote end-point will receive no more data (after
246   queued data is flushed).  Sockets are automatically closed
247   when they are garbage-collected.
250         asyncore Example basic HTTP client :label:`asyncore-example`
251         ------------------------------------------------------------
252         As a basic example, below is a very basic HTTP client that uses the 
253         :class:`dispatcher` class to implement its socket handling::
255         class http_client(asyncore.dispatcher):
256             def __init__(self, host,path):
257                 asyncore.dispatcher.__init__(self)
258                 self.path = path
259                 self.create_socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
260                 self.connect( (host, 80) )
261                 self.buffer = 'GET %s HTTP/1.0\r\n\r\n' % self.path
263             def handle_connect(self):
264                 pass
266             def handle_read(self):
267                 data = self.recv(8192)
268                 print data
270             def writable(self):
271                 return (len(self.buffer) > 0)
273             def handle_write(self):
274                 sent = self.send(self.buffer)
275                 self.buffer = self.buffer[sent:]