面试题：Python socket模块中fileno属性在复杂网络场景中的应用

利用fileno属性实现高效多路复用的方法

以下是使用selectors模块结合fileno属性的示例代码：

import selectors
import socket

# 创建默认的选择器对象
sel = selectors.DefaultSelector()

def accept(sock, mask):
    conn, addr = sock.accept()  # 接受新连接
    print('accepted', conn, 'from', addr)
    conn.setblocking(False)
    # 注册新连接的socket对象，监听读事件
    sel.register(conn, selectors.EVENT_READ, read)

def read(conn, mask):
    data = conn.recv(1024)  # 读取数据
    if data:
        print('echoing', repr(data), 'to', conn)
        conn.send(data)  # 回显数据
    else:
        print('closing', conn)
        sel.unregister(conn)
        conn.close()

# 创建服务器socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('localhost', 12345))
sock.listen(100)
sock.setblocking(False)
# 注册服务器socket，监听读事件，回调函数为accept
sel.register(sock, selectors.EVENT_READ, accept)

try:
    while True:
        events = sel.select()  # 阻塞等待事件发生
        for key, mask in events:
            callback = key.data
            callback(key.fileobj, mask)
except KeyboardInterrupt:
    print('caught keyboard interrupt, exiting')
finally:
    sel.close()

在上述代码中，sel.register(sock, selectors.EVENT_READ, accept) 这一步用到了fileno属性。selectors模块的register方法实际上是通过调用socket对象的fileno方法获取文件描述符，然后将其加入到多路复用的监控集合中。例如对于服务器sock，sel.register(sock, selectors.EVENT_READ, accept)，selectors模块内部会调用sock.fileno()获取其文件描述符，以便在select调用时能对该socket进行监控。

原理
- 多路复用概念：多路复用技术允许应用程序在单线程内同时监控多个I/O事件，避免了为每个socket创建一个单独线程或进程所带来的资源开销。
- fileno属性的作用：在操作系统层面，I/O操作是基于文件描述符的。在Python中，socket对象通过fileno属性提供了与操作系统交互的接口，返回一个整数类型的文件描述符。selectors模块（其底层依赖操作系统的select、poll或epoll等系统调用，具体取决于操作系统）通过这些文件描述符来监控socket的I/O状态。当调用sel.select()时，操作系统会检查这些文件描述符对应的socket是否有可读、可写或错误等事件发生。如果有事件发生，select调用会返回对应的文件描述符集合（在Python中通过events变量获取），应用程序就可以对这些发生事件的socket进行相应处理。这样，通过fileno属性将Python的socket对象与操作系统的I/O多路复用机制联系起来，实现了高效的多路复用。

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面试题：Python socket模块中fileno属性在复杂网络场景中的应用

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