Как прервать сокет.recvfrom () из другого потока в python?

хорошим способом справиться с таким асинхронным прерыванием является старый трюк с трубой. Вы можете создать трубу и использовать select/poll на сокете и трубе: теперь, когда вы хотите прерывать приемник, вы можете просто отправить символ в трубу.

• плюсы:
  • может работать как для UDP, так и для TCP
  • протокол агностик
• минусы:
  • select / poll на трубах недоступны в Windows, в этом случае вы должны заменить его другим сокетом UDP, который использует в качестве уведомления труба

точка отсчета

interruptable_socket.py

import os
import socket
import select


class InterruptableUdpSocketReceiver(object):
    def __init__(self, host, port):
        self._host = host
        self._port = port
        self._socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
        self._socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
        self._r_pipe, self._w_pipe = os.pipe()
        self._interrupted = False

    def bind(self):
        self._socket.bind((self._host, self._port))

    def recv(self, buffersize, flags=0):
        if self._interrupted:
            raise RuntimeError("Cannot be reused")
        read, _w, errors = select.select([self._r_pipe, self._socket], [], [self._socket])
        if self._socket in read:
            return self._socket.recv(buffersize, flags)
        return ""

    def interrupt(self):
        self._interrupted = True
        os.write(self._w_pipe, "I".encode())

набор тестов:

test_interruptable_socket.py

import socket
from threading import Timer
import time
from interruptable_socket import InterruptableUdpSocketReceiver
import unittest


class Sender(object):
    def __init__(self, destination_host, destination_port):
        self._socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
        self._dest = (destination_host, destination_port)

    def send(self, message):
        self._socket.sendto(message, self._dest)

class Test(unittest.TestCase):
    def create_receiver(self, host="127.0.0.1", port=3010):
        receiver = InterruptableUdpSocketReceiver(host, port)
        receiver.bind()
        return receiver

    def create_sender(self, host="127.0.0.1", port=3010):
        return Sender(host, port)

    def create_sender_receiver(self, host="127.0.0.1", port=3010):
        return self.create_sender(host, port), self.create_receiver(host, port)

    def test_create(self):
        self.create_receiver()

    def test_recv_async(self):
        sender, receiver = self.create_sender_receiver()
        start = time.time()
        send_message = "TEST".encode('UTF-8')
        Timer(0.1, sender.send, (send_message, )).start()
        message = receiver.recv(128)
        elapsed = time.time()-start
        self.assertGreaterEqual(elapsed, 0.095)
        self.assertLess(elapsed, 0.11)
        self.assertEqual(message, send_message)

    def test_interrupt_async(self):
        receiver = self.create_receiver()
        start = time.time()
        Timer(0.1, receiver.interrupt).start()
        message = receiver.recv(128)
        elapsed = time.time()-start
        self.assertGreaterEqual(elapsed, 0.095)
        self.assertLess(elapsed, 0.11)
        self.assertEqual(0, len(message))

    def test_exception_after_interrupt(self):
        sender, receiver = self.create_sender_receiver()
        receiver.interrupt()
        with self.assertRaises(RuntimeError):
            receiver.recv(128)


if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

эволюция

теперь этот код является только отправной точкой. Чтобы сделать его более общим, я вижу, что мы должны исправить следующие проблемы:

1. интерфейс: вернуть пустое сообщение в случай прерывания не очень хороший, лучше использовать исключение для его обработки
2. обобщение: мы должны иметь только функцию для вызова перед socket.recv(), расширить прерывание для других recv методы становятся очень простыми
3. мобильность: чтобы сделать простой порт для windows, мы должны изолировать асинхронное уведомление в объекте, чтобы выбрать правильную реализацию для нашей операционной системы

прежде всего мы меняем test_interrupt_async() чтобы проверить исключение вместо пустого сообщения:

from interruptable_socket import InterruptException

def test_interrupt_async(self):
    receiver = self.create_receiver()
    start = time.time()
    with self.assertRaises(InterruptException):
        Timer(0.1, receiver.interrupt).start()
        receiver.recv(128)
    elapsed = time.time()-start
    self.assertGreaterEqual(elapsed, 0.095)
    self.assertLess(elapsed, 0.11)

после этого мы можем заменить return '' by raise InterruptException и тесты пройдут.

готовая к расширению версия может быть:

interruptable_socket.py

import os
import socket
import select


class InterruptException(Exception):
    pass


class InterruptableUdpSocketReceiver(object):
    def __init__(self, host, port):
        self._host = host
        self._port = port
        self._socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
        self._socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
        self._async_interrupt = AsycInterrupt(self._socket)

    def bind(self):
        self._socket.bind((self._host, self._port))

    def recv(self, buffersize, flags=0):
        self._async_interrupt.wait_for_receive()
        return self._socket.recv(buffersize, flags)

    def interrupt(self):
        self._async_interrupt.interrupt()


class AsycInterrupt(object):
    def __init__(self, descriptor):
        self._read, self._write = os.pipe()
        self._interrupted = False
        self._descriptor = descriptor

    def interrupt(self):
        self._interrupted = True
        self._notify()

    def wait_for_receive(self):
        if self._interrupted:
            raise RuntimeError("Cannot be reused")
        read, _w, errors = select.select([self._read, self._descriptor], [], [self._descriptor])
        if self._descriptor not in read:
            raise InterruptException

    def _notify(self):
        os.write(self._write, "I".encode())

теперь обертывания больше recv функция, реализовать версию windows или заботиться о тайм-аутах сокета становится очень просто.

реализуйте команду quit на сервере и клиентских сокетах. Должно работать что-то вроде этого:

Thread1: 
    status: listening
    handler: quit

Thread2: client
    exec: socket.send "quit"  ---> Thread1.socket @ host:port

Thread1: 
    status: socket closed()