Python：tornado 库高级用法举例和应用详解

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Python Tornado

模块介绍
Tornado 是一个用 Python 编写的非阻塞网络库，能够处理数以千计的并发连接。它特别适合于长连接的应用，如 WebSocket 和实时更新。Tornado 支持 Python 3.5 及以上版本，广泛用于构建高性能的 Web 应用程序。其基于异步的编程模型，使得开发者能够处理高并发请求而不必担心传统阻塞式编程带来的性能瓶颈。

应用场景
Tornado 库的主要应用场景包括但不限于以下几点：

  1. 实时 Web 应用：如聊天服务、实时通知和协作编辑器等，利用 WebSocket 技术实现即时更新。
  2. 长轮询和服务器推送：适用于需要实时数据更新的用户界面，如股票交易平台。
  3. 高并发 HTTP 请求处理：如 API 服务，能够同时处理数千个用户请求，提高系统的整体响应能力。

安装说明
Tornado 不是 Python 的内置模块，因此需要单独安装。可以通过 pip 工具轻松安装，指令如下：

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pip install tornado  # 安装最新版本的tornado库

安装成功后，您就可以在 Python 脚本中导入 tornado 库。

用法举例

1. 创建一个简单的 HTTP 服务器

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import tornado.ioloop  # 导入ioloop模块
import tornado.web  # 导入web模块

# 定义处理请求的类
class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write("Hello, world!")  # 响应客户端请求的内容

# 创建应用程序
def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/", MainHandler),  # 路由设置，将根路径映射到MainHandler
    ])

if __name__ == "__main__":
    app = make_app()  # 实例化应用程序
    app.listen(8888)  # 监听8888端口
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()  # 启动IOLoop，开始处理请求

在这个例子中，我们创建了一个简单的 HTTP 服务器，当客户端访问根路径时，服务器返回 “Hello, world！”。

2. 使用 WebSocket 实现实时聊天

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import tornado.ioloop  # 导入ioloop模块
import tornado.web  # 导入web模块
import tornado.websocket  # 导入websocket模块
import json  # 导入json模块

clients = []  # 存储所有WebSocket连接的列表

# 定义WebSocket处理类
class ChatHandler(tornado.websocket.WebSocketHandler):
    def open(self):
        clients.append(self)  # 用户连接时将其加入列表

    def on_message(self, message):
        # 接收到消息时将该消息广播到所有连接的客户端
        for client in clients:
            client.write_message(message)  # 向每个客户端发送消息

    def on_close(self):
        clients.remove(self)  # 用户断开连接时从列表中移除

# 创建应用程序并定义路由
def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/chat", ChatHandler),  # 将/chat路径映射到ChatHandler
    ])

if __name__ == "__main__":
    app = make_app()  # 实例化应用程序
    app.listen(8888)  # 监听8888端口
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()  # 启动IOLoop

在上述代码中，我们实现了一个简单的聊天服务，通过 WebSocket 进行实时通信，允许多个用户共享消息。

3. 异步请求处理

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import tornado.ioloop  # 导入ioloop模块
import tornado.web  # 导入web模块
import tornado.gen  # 导入gen模块
import time  # 导入time模块

# 定义异步处理请求的类
class TimeHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @tornado.gen.coroutine
    def get(self):
        yield self.sleep_task()  # 调用异步任务
        self.write("Time taken!")  # 返回响应内容

    @tornado.gen.coroutine
    def sleep_task(self):
        yield tornado.gen.sleep(2)  # 模拟异步任务，延迟2秒

# 创建应用程序并定义路由
def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/time", TimeHandler),  # 将/time路径映射到TimeHandler
    ])

if __name__ == "__main__":
    app = make_app()  # 实例化应用程序
    app.listen(8888)  # 监听8888端口
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()  # 启动IOLoop

这里，我们演示了如何使用 Tornado 的异步编程特点。在处理请求时，我们模拟了一个异步任务，将处理进行延迟，确保不会阻塞其他请求。

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