Added section on passing contextual information to logging and documentation for...
[python.git] / Doc / library / asyncore.rst
blob5f43c07c154053be2be6f85dd5b1a29f82fc31ea
2 :mod:`asyncore` --- Asynchronous socket handler
3 ===============================================
5 .. module:: asyncore
6    :synopsis: A base class for developing asynchronous socket handling
7               services.
8 .. moduleauthor:: Sam Rushing <rushing@nightmare.com>
9 .. sectionauthor:: Christopher Petrilli <petrilli@amber.org>
10 .. sectionauthor:: Steve Holden <sholden@holdenweb.com>
11 .. heavily adapted from original documentation by Sam Rushing
14 This module provides the basic infrastructure for writing asynchronous  socket
15 service clients and servers.
17 There are only two ways to have a program on a single processor do  "more than
18 one thing at a time." Multi-threaded programming is the  simplest and most
19 popular way to do it, but there is another very different technique, that lets
20 you have nearly all the advantages of  multi-threading, without actually using
21 multiple threads.  It's really  only practical if your program is largely I/O
22 bound.  If your program is processor bound, then pre-emptive scheduled threads
23 are probably what you really need.  Network servers are rarely processor
24 bound, however.
26 If your operating system supports the :cfunc:`select` system call in its I/O
27 library (and nearly all do), then you can use it to juggle multiple
28 communication channels at once; doing other work while your I/O is taking
29 place in the "background."  Although this strategy can seem strange and
30 complex, especially at first, it is in many ways easier to understand and
31 control than multi-threaded programming.  The :mod:`asyncore` module solves
32 many of the difficult problems for you, making the task of building
33 sophisticated high-performance network servers and clients a snap.  For
34 "conversational" applications and protocols the companion :mod:`asynchat`
35 module is invaluable.
37 The basic idea behind both modules is to create one or more network
38 *channels*, instances of class :class:`asyncore.dispatcher` and
39 :class:`asynchat.async_chat`.  Creating the channels adds them to a global
40 map, used by the :func:`loop` function if you do not provide it with your own
41 *map*.
43 Once the initial channel(s) is(are) created, calling the :func:`loop` function
44 activates channel service, which continues until the last channel (including
45 any that have been added to the map during asynchronous service) is closed.
48 .. function:: loop([timeout[, use_poll[, map[,count]]]])
50    Enter a polling loop that terminates after count passes or all open
51    channels have been closed.  All arguments are optional.  The *count*
52    parameter defaults to None, resulting in the loop terminating only when all
53    channels have been closed.  The *timeout* argument sets the timeout
54    parameter for the appropriate :func:`select` or :func:`poll` call, measured
55    in seconds; the default is 30 seconds.  The *use_poll* parameter, if true,
56    indicates that :func:`poll` should be used in preference to :func:`select`
57    (the default is ``False``).
59    The *map* parameter is a dictionary whose items are the channels to watch.
60    As channels are closed they are deleted from their map.  If *map* is
61    omitted, a global map is used. Channels (instances of
62    :class:`asyncore.dispatcher`, :class:`asynchat.async_chat` and subclasses
63    thereof) can freely be mixed in the map.
66 .. class:: dispatcher()
68    The :class:`dispatcher` class is a thin wrapper around a low-level socket
69    object. To make it more useful, it has a few methods for event-handling
70    which are called from the asynchronous loop.   Otherwise, it can be treated
71    as a normal non-blocking socket object.
73    The firing of low-level events at certain times or in certain connection
74    states tells the asynchronous loop that certain higher-level events have
75    taken place.  For example, if we have asked for a socket to connect to
76    another host, we know that the connection has been made when the socket
77    becomes writable for the first time (at this point you know that you may
78    write to it with the expectation of success).  The implied higher-level
79    events are:
81    +----------------------+----------------------------------------+
82    | Event                | Description                            |
83    +======================+========================================+
84    | ``handle_connect()`` | Implied by the first write event       |
85    +----------------------+----------------------------------------+
86    | ``handle_close()``   | Implied by a read event with no data   |
87    |                      | available                              |
88    +----------------------+----------------------------------------+
89    | ``handle_accept()``  | Implied by a read event on a listening |
90    |                      | socket                                 |
91    +----------------------+----------------------------------------+
93    During asynchronous processing, each mapped channel's :meth:`readable` and
94    :meth:`writable` methods are used to determine whether the channel's socket
95    should be added to the list of channels :cfunc:`select`\ ed or
96    :cfunc:`poll`\ ed for read and write events.
98 Thus, the set of channel events is larger than the basic socket events.  The
99 full set of methods that can be overridden in your subclass follows:
102 .. method:: dispatcher.handle_read()
104    Called when the asynchronous loop detects that a :meth:`read` call on the
105    channel's socket will succeed.
108 .. method:: dispatcher.handle_write()
110    Called when the asynchronous loop detects that a writable socket can be
111    written.  Often this method will implement the necessary buffering for
112    performance.  For example::
114       def handle_write(self):
115           sent = self.send(self.buffer)
116           self.buffer = self.buffer[sent:]
119 .. method:: dispatcher.handle_expt()
121    Called when there is out of band (OOB) data for a socket connection.  This
122    will almost never happen, as OOB is tenuously supported and rarely used.
125 .. method:: dispatcher.handle_connect()
127    Called when the active opener's socket actually makes a connection.  Might
128    send a "welcome" banner, or initiate a protocol negotiation with the remote
129    endpoint, for example.
132 .. method:: dispatcher.handle_close()
134    Called when the socket is closed.
137 .. method:: dispatcher.handle_error()
139    Called when an exception is raised and not otherwise handled.  The default
140    version prints a condensed traceback.
143 .. method:: dispatcher.handle_accept()
145    Called on listening channels (passive openers) when a   connection can be
146    established with a new remote endpoint that has issued a :meth:`connect`
147    call for the local endpoint.
150 .. method:: dispatcher.readable()
152    Called each time around the asynchronous loop to determine whether a
153    channel's socket should be added to the list on which read events can
154    occur.  The default method simply returns ``True``, indicating that by
155    default, all channels will be interested in read events.
158 .. method:: dispatcher.writable()
160    Called each time around the asynchronous loop to determine whether a
161    channel's socket should be added to the list on which write events can
162    occur.  The default method simply returns ``True``, indicating that by
163    default, all channels will be interested in write events.
165 In addition, each channel delegates or extends many of the socket methods.
166 Most of these are nearly identical to their socket partners.
169 .. method:: dispatcher.create_socket(family, type)
171    This is identical to the creation of a normal socket, and will use the same
172    options for creation.  Refer to the :mod:`socket` documentation for
173    information on creating sockets.
176 .. method:: dispatcher.connect(address)
178    As with the normal socket object, *address* is a tuple with the first
179    element the host to connect to, and the second the port number.
182 .. method:: dispatcher.send(data)
184    Send *data* to the remote end-point of the socket.
187 .. method:: dispatcher.recv(buffer_size)
189    Read at most *buffer_size* bytes from the socket's remote end-point.
190    An empty string implies that the channel has been closed from the other
191    end.
194 .. method:: dispatcher.listen(backlog)
196    Listen for connections made to the socket.  The *backlog* argument
197    specifies the maximum number of queued connections and should be at least
198    1; the maximum value is system-dependent (usually 5).
201 .. method:: dispatcher.bind(address)
203    Bind the socket to *address*.  The socket must not already be bound.  (The
204    format of *address* depends on the address family --- see above.)  To mark
205    the socket as re-usable (setting the :const:`SO_REUSEADDR` option), call
206    the :class:`dispatcher` object's :meth:`set_reuse_addr` method.
209 .. method:: dispatcher.accept()
211    Accept a connection.  The socket must be bound to an address and listening
212    for connections.  The return value is a pair ``(conn, address)`` where
213    *conn* is a *new* socket object usable to send and receive data on the
214    connection, and *address* is the address bound to the socket on the other
215    end of the connection.
218 .. method:: dispatcher.close()
220    Close the socket.  All future operations on the socket object will fail.
221    The remote end-point will receive no more data (after queued data is
222    flushed).  Sockets are automatically closed when they are
223    garbage-collected.
226 .. _asyncore-example:
228 asyncore Example basic HTTP client
229 ----------------------------------
231 Here is a very basic HTTP client that uses the :class:`dispatcher` class to
232 implement its socket handling::
234    import asyncore, socket
236    class http_client(asyncore.dispatcher):
238        def __init__(self, host, path):
239            asyncore.dispatcher.__init__(self)
240            self.create_socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
241            self.connect( (host, 80) )
242            self.buffer = 'GET %s HTTP/1.0\r\n\r\n' % path
244        def handle_connect(self):
245            pass
247        def handle_close(self):
248            self.close()
250        def handle_read(self):
251            print self.recv(8192)
253        def writable(self):
254            return (len(self.buffer) > 0)
256        def handle_write(self):
257            sent = self.send(self.buffer)
258            self.buffer = self.buffer[sent:]
260    c = http_client('www.python.org', '/')
262    asyncore.loop()