Tornado源码分析之HTTP服务请求解析
作者：BruceChen7
listen fd的读事件回调
代码版本 tornado1.2版本下httpserver.py
Tornado定义类HTTPServer来表示一个HTTP服务器，该类在构造函数中会传入事件循环ioloop，和Application对象。同时该HTTPServer提供了如下几种方法：
- listen() 表示该Server的监听方法，调用该方法时，通过调用bind已经将套接字设置成non-blocking，并使用socket.SO_REUSEADDR。
- bind() 方法表示Server绑定端口，并设置socket 为non-blocking.
- start() 方法则是在ioloop中启动该服务器。在不给start()方法传入任何参数的情况下，使用单进程模型的IOLoop。
在start()方法启动服务器时，要向IOLoop中注册对listen fd的可读事件的回调，listen fd可读，表示有新的客户接入到HTTPServer中。我们来看看接入HTTPServer的事件回调_handle_events
def _handle_events(self, fd, events):
while True:
try:
connection, address = self._socket.accept()
except socket.error, e:
if e.args[0] in (errno.EWOULDBLOCK, errno.EAGAIN):
return
raise
if self.ssl_options is not None:
assert ssl, "Python 2.6+ and OpenSSL required for SSL"
try:
connection = ssl.wrap_socket(connection,
server_side=True,
do_handshake_on_connect=False,
**self.ssl_options)
except ssl.SSLError, err:
if err.args[0] == ssl.SSL_ERROR_EOF:
return connection.close()
else:
raise
except socket.error, err:
if err.args[0] == errno.ECONNABORTED:
return connection.close()
else:
raise
try:
if self.ssl_options is not None:
stream = iostream.SSLIOStream(connection, io_loop=self.io_loop)
else:
stream = iostream.IOStream(connection, io_loop=self.io_loop)
HTTPConnection(stream, address, self.request_callback,
self.no_keep_alive, self.xheaders)
except:
logging.error("Error in connection callback", exc_info=True)不看ssl处理部分。首先基于listen fd调用accept函数，获取connection和address，注意到tornado处理了spurious wakeup的情况：
if e.args[0] in (errno.EWOULDBLOCK, errno.EAGAIN):
return
也就是说，当前listen fd，没有数据可以读了，表示没有新的客户连接过来，那么就应该返回。回调函数_handle_events，创建了IOStream对象stream，
stream = iostream.SSLIOStream(connection, io_loop=self.io_loop)
注意到创建IOStream对象会给单进程的IOLoop添加新的回调函数，该函数是用来处理accept fd的读事件，此时，在有客户接入过来，那么IOLoop中的handler有如下几个：
其中，
- 描述符４是listen fd 读事件的处理回调
- 描述符7 是用来唤醒IOLoop _read_waker
- 描述符9 是新accept文件描述符读事件的回调.
accept fd 回调函数
def _handle_events(self, fd, events):
# 确保该连接还存在
if not self.socket:
logging.warning("Got events for closed stream %d", fd)
return
try:
# 如果该连接的读事件产生了，调用读回调
if events & self.io_loop.READ:
self._handle_read()
if not self.socket:
return
# 如果是写事件
if events & self.io_loop.WRITE:
# 如果该socket是客户端创建的socket, 其已经被服务器处理
if self._connecting:
# 连接服务器端
self._handle_connect()
# 普通的写事件回调
self._handle_write()
if not self.socket:
return
# 错误
if events & self.io_loop.ERROR:
# IOLoop中删除该文件描述符对应的handler
# 并关闭连接.
self.close()
return
state = self.io_loop.ERROR
# 如果正在读
if self.reading():
# 添加状态继续读
state |= self.io_loop.READ
if self.writing():
# 如果正在写，添加状态写
state |= self.io_loop.WRITE
if state != self._state:
self._state = state
# 更新对应fd对应的关注状态
self.io_loop.update_handler(self.socket.fileno(), self._state)
except:
logging.error("Uncaught exception, closing connection.",
exc_info=True)
self.close()
raiseHTTPConnection对象的创建
接着我们将思路放回到listen fd 的回调函数_handle_events中，在IOStream对象stream创建后，_handle_events将创建HTTPConnection
HTTPConnection(stream, address, self.request_callback,
self.no_keep_alive, self.xheaders)
在HTTPConnnection构造函数中，可以看到起调用了
self.stream.read_until("\r\n\r\n", self._header_callback)
此时，HTTPConnection中的成员stream，表示的是accept fd中的stream，read_until函数将会从accept fd中一直读到\r\n\n，然后调用_header_callback来解析HTTP的头部字段。
read_until函数
read_until从套接字中就是读到指定的分隔符为止
def read_until(self, delimiter, callback):
"""Call callback when we read the given delimiter."""
assert not self._read_callback, "Already reading"
self._read_delimiter = delimiter
self._read_callback = stack_context.wrap(callback)
while True:
# See if we've already got the data from a previous read
if self._read_from_buffer():
return
self._check_closed()
if self._read_to_buffer() == 0:
break
self._add_io_state(self.io_loop.READ)
readl_until有两种退出方式：一种是从buffer中读到数据后，直接返回，另一种是将数据读到buffer，_\read_to_buffer就是将数据读到buffer，如果没有数据，则将该socket的读事件添加进来。
accept fd获取后，显然该fd对应的IOStream中的缓冲区为0，所以_read_from_buffer返回False，流程将执行_read_to_buffer。
从缓冲区读_read_from_buffer
def _read_from_buffer(self):
"""Attempts to complete the currently-pending read from the buffer.
Returns True if the read was completed.
"""
if self._read_bytes:
if self._read_buffer_size() >= self._read_bytes:
num_bytes = self._read_bytes
callback = self._read_callback
self._read_callback = None
self._read_bytes = None
self._run_callback(callback, self._consume(num_bytes))
return True
elif self._read_delimiter:
_merge_prefix(self._read_buffer, sys.maxint)
loc = self._read_buffer[0].find(self._read_delimiter)
if loc != -1:
callback = self._read_callback
delimiter_len = len(self._read_delimiter)
self._read_callback = None
self._read_delimiter = None
self._run_callback(callback,
self._consume(loc + delimiter_len))
return True
return Falseread_from_buffer有两种形式的读：
- 一种是读指定字节的数据
- 一种是读到指定的分隔符
应该注意的是_read_from_buffer中指定了回调函数，意思是从socket中读的数据后，使用回调函数来消费。应该注意的是_read_from_buffer并跟socket打交道，其假设所有的数据已经在buffer中了。
将数据读到缓冲区
从socket中读数据到缓冲区，使用的是_read_to_buffer。read_to_buffer实际调用的是_read_from_socket，其从non-blocking中读一次，最多读4096个字节。注意错误的处理，当我们发现从socket中读，发生了其他的错误（除了EAGAIN）的时候，就应该关闭连接。
def _read_to_buffer(self):
"""Reads from the socket and appends the result to the read buffer.
Returns the number of bytes read. Returns 0 if there is nothing
to read (i.e. the read returns EWOULDBLOCK or equivalent). On
error closes the socket and raises an exception.
"""
try:
chunk = self._read_from_socket()
except socket.error, e:
# ssl.SSLError is a subclass of socket.error
logging.warning("Read error on %d: %s",
self.socket.fileno(), e)
self.close()
raise
if chunk is None:
return 0
self._read_buffer.append(chunk)
if self._read_buffer_size() >= self.max_buffer_size:
logging.error("Reached maximum read buffer size")
self.close()
raise IOError("Reached maximum read buffer size")
return len(chunk)
该函数总体来说就是讲将据读到bufferIOStream中的_read_buffer中，并返回实际读的大小。注意错误的处理：如果所读的数据过大，那么也应该关闭连接。
从socket读一次数据_read_from_socket
def _read_from_socket(self):
"""Attempts to read from the socket
Returns the data read or None if there is nothing to read.
May be overridden in subclasses.
"""
try:
# 尽可能读得多
chunk = self.socket.recv(self.read_chunk_size)
except socket.error, e:
if e.args[0] in (errno.EWOULDBLOCK, errno.EAGAIN):
# 没有数据
return None
else:
raise
if not chunk:
# 客户端数据没有了，那么表示客户端关闭了连接
self.close()
return None
return chunkLT模式下从socket中读数据_handle_read()
def _handle_read(self):
while True:
try:
# Read from the socket until we get EWOULDBLOCK or equivalent.
# SSL sockets do some internal buffering, and if the data is
# sitting in the SSL object's buffer select() and friends
# can't see it; the only way to find out if it's there is to
# try to read it.
result = self._read_to_buffer()
except Exception:
self.close()
return
if result == 0:
break
else:
if self._read_from_buffer():
return在LT模式下从socket中读分成了两步：
- 从socket中读数据读到_read_to_buffer
- 然后从buffer中读。
从socket读，要一直读到出现EWOULDBLOCK或者是EAGAIN。注意到while True，就是不停的读，读到没有数据。
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