Python下的twisted框架入门指引

什么是twisted？

twisted是一个用python语言写的事件驱动的网络框架，他支持很多种协议，包括UDP,TCP,TLS和其他应用层协议，比如HTTP，SMTP，NNTM，IRC，XMPP/Jabber。 非常好的一点是twisted实现和很多应用层的协议，开发人员可以直接只用这些协议的实现。其实要修改Twisted的SSH服务器端实现非常简单。很多时候，开发人员需要实现protocol类。

一个Twisted程序由reactor发起的主循环和一些回调函数组成。当事件发生了，比如一个client连接到了server，这时候服务器端的事件会被触发执行。
用Twisted写一个简单的TCP服务器

下面的代码是一个TCPServer，这个server记录客户端发来的数据信息。

==== code1.py ====
import sys
from twisted.internet.protocol import ServerFactory
from twisted.protocols.basic import LineReceiver
from twisted.python import log
from twisted.internet import reactor

class CmdProtocol(LineReceiver):

  delimiter = '\n'

  def connectionMade(self):
    self.client_ip = self.transport.getPeer()[1]
    log.msg("Client connection from %s" % self.client_ip)
    if len(self.factory.clients) >= self.factory.clients_max:
      log.msg("Too many connections. bye !")
      self.client_ip = None
      self.transport.loseConnection()
    else:
      self.factory.clients.append(self.client_ip)

  def connectionLost(self, reason):
    log.msg('Lost client connection. Reason: %s' % reason)
    if self.client_ip:
      self.factory.clients.remove(self.client_ip)

  def lineReceived(self, line):
    log.msg('Cmd received from %s : %s' % (self.client_ip, line))

class MyFactory(ServerFactory):

  protocol = CmdProtocol

  def __init__(self, clients_max=10):
    self.clients_max = clients_max
    self.clients = []

log.startLogging(sys.stdout)
reactor.listenTCP(9999, MyFactory(2))
reactor.run()

下面的代码至关重要：

from twisted.internet import reactor
reactor.run()

这两行代码会启动reator的主循环。

在上面的代码中我们创建了"ServerFactory"类，这个工厂类负责返回“CmdProtocol”的实例。 每一个连接都由实例化的“CmdProtocol”实例来做处理。 Twisted的reactor会在TCP连接上后自动创建CmdProtocol的实例。如你所见，protocol类的方法都对应着一种事件处理。

当client连上server之后会触发“connectionMade"方法，在这个方法中你可以做一些鉴权之类的操作，也可以限制客户端的连接总数。每一个protocol的实例都有一个工厂的引用，使用self.factory可以访问所在的工厂实例。

上面实现的”CmdProtocol“是twisted.protocols.basic.LineReceiver的子类，LineReceiver类会将客户端发送的数据按照换行符分隔，每到一个换行符都会触发lineReceived方法。稍后我们可以增强LineReceived来解析命令。

Twisted实现了自己的日志系统，这里我们配置将日志输出到stdout

当执行reactor.listenTCP时我们将工厂绑定到了9999端口开始监听。

user@lab:~/TMP$ python code1.py
2011-08-29 13:32:32+0200 [-] Log opened.
2011-08-29 13:32:32+0200 [-] __main__.MyFactory starting on 9999
2011-08-29 13:32:32+0200 [-] Starting factory <__main__.MyFactory instance at 0x227e320
2011-08-29 13:32:35+0200 [__main__.MyFactory] Client connection from 127.0.0.1
2011-08-29 13:32:38+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Cmd received from 127.0.0.1 : hello server

使用Twisted来调用外部进程

下面我们给前面的server添加一个命令，通过这个命令可以读取/var/log/syslog的内容

import sys
import os

from twisted.internet.protocol import ServerFactory, ProcessProtocol
from twisted.protocols.basic import LineReceiver
from twisted.python import log
from twisted.internet import reactor

class TailProtocol(ProcessProtocol):
  def __init__(self, write_callback):
    self.write = write_callback

  def outReceived(self, data):
    self.write("Begin lastlog\n")
    data = [line for line in data.split('\n') if not line.startswith('==')]
    for d in data:
      self.write(d + '\n')
    self.write("End lastlog\n")

  def processEnded(self, reason):
    if reason.value.exitCode != 0:
      log.msg(reason)

class CmdProtocol(LineReceiver):

  delimiter = '\n'

  def processCmd(self, line):
    if line.startswith('lastlog'):
      tailProtocol = TailProtocol(self.transport.write)
      reactor.spawnProcess(tailProtocol, '/usr/bin/tail', args=['/usr/bin/tail', '-10', '/var/log/syslog'])
    elif line.startswith('exit'):
      self.transport.loseConnection()
    else:
      self.transport.write('Command not found.\n')

  def connectionMade(self):
    self.client_ip = self.transport.getPeer()[1]
    log.msg("Client connection from %s" % self.client_ip)
    if len(self.factory.clients) >= self.factory.clients_max:
      log.msg("Too many connections. bye !")
      self.client_ip = None
      self.transport.loseConnection()
    else:
      self.factory.clients.append(self.client_ip)

  def connectionLost(self, reason):
    log.msg('Lost client connection. Reason: %s' % reason)
    if self.client_ip:
      self.factory.clients.remove(self.client_ip)

  def lineReceived(self, line):
    log.msg('Cmd received from %s : %s' % (self.client_ip, line))
    self.processCmd(line)

class MyFactory(ServerFactory):

  protocol = CmdProtocol

  def __init__(self, clients_max=10):
    self.clients_max = clients_max
    self.clients = []

log.startLogging(sys.stdout)
reactor.listenTCP(9999, MyFactory(2))
reactor.run()

在上面的代码中，没从客户端接收到一行内容后会执行processCmd方法，如果收到的一行内容是exit命令，那么服务器端会断开连接，如果收到的是lastlog，我们要吐出一个子进程来执行tail命令，并将tail命令的输出重定向到客户端。这里我们需要实现ProcessProtocol类，需要重写该类的processEnded方法和outReceived方法。在tail命令有输出时会执行outReceived方法，当进程退出时会执行processEnded方法。

如下是执行结果样例：

user@lab:~/TMP$ python code2.py
2011-08-29 15:13:38+0200 [-] Log opened.
2011-08-29 15:13:38+0200 [-] __main__.MyFactory starting on 9999
2011-08-29 15:13:38+0200 [-] Starting factory <__main__.MyFactory instance at 0x1a5a3f8>
2011-08-29 15:13:47+0200 [__main__.MyFactory] Client connection from 127.0.0.1
2011-08-29 15:13:58+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Cmd received from 127.0.0.1 : test
2011-08-29 15:14:02+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Cmd received from 127.0.0.1 : lastlog
2011-08-29 15:14:05+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Cmd received from 127.0.0.1 : exit
2011-08-29 15:14:05+0200 [CmdProtocol,0,127.0.0.1] Lost client connection. Reason: [Failure instance: Traceback (failure with no frames): <class 'twisted.internet.error.ConnectionDone'>: Connection was closed cleanly.

可以使用下面的命令作为客户端发起命令：

user@lab:~$ netcat 127.0.0.1 9999
test
Command not found.
lastlog
Begin lastlog
Aug 29 15:02:03 lab sSMTP[5919]: Unable to locate mail
Aug 29 15:02:03 lab sSMTP[5919]: Cannot open mail:25
Aug 29 15:02:03 lab CRON[4945]: (CRON) error (grandchild #4947 failed with exit status 1)
Aug 29 15:02:03 lab sSMTP[5922]: Unable to locate mail
Aug 29 15:02:03 lab sSMTP[5922]: Cannot open mail:25
Aug 29 15:02:03 lab CRON[4945]: (logcheck) MAIL (mailed 1 byte of output; but got status 0x0001, #012)
Aug 29 15:05:01 lab CRON[5925]: (root) CMD (command -v debian-sa1 > /dev/null && debian-sa1 1 1)
Aug 29 15:10:01 lab CRON[5930]: (root) CMD (test -x /usr/lib/atsar/atsa1 && /usr/lib/atsar/atsa1)
Aug 29 15:10:01 lab CRON[5928]: (CRON) error (grandchild #5930 failed with exit status 1)
Aug 29 15:13:21 lab pulseaudio[3361]: ratelimit.c: 387 events suppressed

 
End lastlog
exit

使用Deferred对象

reactor是一个循环，这个循环在等待事件的发生。 这里的事件可以是数据库操作，也可以是