python - 来自 python 的 asyncio 是否支持用于 UDP 网络的基于协程的 API？

Question

今晚我正在浏览 python asyncio 模块文档，为我的一个类(class)项目寻找一些想法，但我很快发现 python 的标准 aysncio 中可能缺少一些功能 模块。

如果您查看文档，您会发现有一个基于回调的 API 和一个基于协程的 API。回调 API 可用于构建 UDP 和 TCP 应用程序，而协程 API 看起来只能用于构建 TCP 应用程序，因为它使用流式 API。

这对我来说是个问题，因为我一直在寻找用于 UDP 网络的基于协程的 API，尽管我确实发现 asyncio 支持基于低级协程的套接字方法，如 sock_recv和 sock_sendall ，但 UDP 网络的关键 API，recvfrom 和 sendto 不存在。

我想做的是编写一些代码，例如:

async def handle_income_packet(sock):
    await data, addr = sock.recvfrom(4096)
    # data handling here...
    await sock.sendto(addr, response)

我知道这可以使用回调 API 等效地实现，但这里的问题是回调不是协程而是常规函数，因此在其中您无法将控制权交还给事件循环并保留函数执行状态。

看看上面的代码，如果我们需要在数据处理部分做一些阻塞IO操作，我们在协程版本中不会有问题，只要我们的IO操作也是在协程中完成的:

async def handle_income_packet(sock):
    await data, addr = sock.recvfrom(4096)
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        info = await session.get(...)
    response = generate_response_from_info(info)
    await sock.sendto(addr, response)

只要我们使用await，事件循环就会从那个点获取控制流来处理其他事情，直到该 IO 完成。但遗憾的是，这些代码目前不可用，因为我们在 中没有 socket.sendto 和 socket.recvfrom 的协程版本>异步。

我们可以在其中实现的是使用传输协议(protocol)回调 API:

class EchoServerClientProtocol(asyncio.Protocol):
    def connection_made(self, transport):
        peername = transport.get_extra_info('peername')
        self.transport = transport

    def data_received(self, data):
        info = requests.get(...)
        response = generate_response_from_info(info)
        self.transport.write(response)
        self.transport.close()

我们不能在那里 await 协程，因为回调不是协程，并且像上面那样使用阻塞 IO 调用会停止回调中的控制流，并阻止循环处理任何其他事件，直到 IO完成

另一种推荐的实现思路是在data_received函数中创建一个Future对象，将其加入到事件循环中，并在Protocol类中存储任何需要的状态变量，然后显式地将控制返回给循环。虽然这可行，但它确实会创建很多复杂的代码，而在协程版本中，它们根本不需要。

还有 here我们有一个使用非阻塞套接字和 add_reader 处理 UDP 套接字的示例。但是和coroutine-version的几行代码相比，代码看起来还是很复杂。

我想说的是，协程是一个非常好的设计，可以在一个线程中利用并发的力量，同时也有一个非常简单的设计模式，可以节省脑力和不必要的代码行，但关键在我们的 asyncio 标准库中确实缺少使其适用于 UDP 网络的部分。

大家怎么看这件事？

此外，如果对支持此类 UDP 网络 API 的第 3 方库有任何其他建议，为了我的类(class)项目，我将非常感激。我找到了 Bluelet挺像这样的东西但是貌似没有主动维护。

编辑:

看来这个PR确实实现了此功能，但被 asyncio 开发人员拒绝了。开发人员声称所有功能都可以使用协议(protocol)传输 API create_datagram_endpoint() 来实现。但正如我上面所讨论的，与在许多用例中使用回调 API 相比，协程 API 具有简单的力量，很遗憾我们在 UDP 中没有这些。

Answer 1

未提供基于流的 API 的原因是流在回调之上提供排序，而 UDP 通信本质上是无序的，因此两者根本不兼容。

但这并不意味着您不能从回调中调用协同程序——事实上这很容易!从 EchoServerProtocol example 开始，你可以这样做:

def datagram_received(self, data, addr):
    loop = asyncio.get_event_loop()
    loop.create_task(self.handle_income_packet(data, addr))

async def handle_income_packet(self, data, addr):
    # echo back the message, but 2 seconds later
    await asyncio.sleep(2)
    self.transport.sendto(data, addr)

此处 datagram_received 启动您的 handle_income_packet 协程，它可以自由等待任意数量的协程。由于协程在“后台”运行，事件循环在任何时候都不会被阻塞，datagram_received 会立即返回，正如预期的那样。