使用选择器实现非阻塞的标准输入

Question

使用选择器实现非阻塞的标准输入

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使用Python中的selectors结合sys.stdin进行非阻塞控制台输入实验时，我有一个疑问：假设我想在用户按下Enter键后退出循环，可能先输入一些其他字符。如果我执行以下阻塞读取操作，则进程始终在遇到第一个换行符\n后完成，而不管之前的任何字符，这是预期的：

import sys

character = ''
while character != '\n':
    character = sys.stdin.read(1)

现在考虑以下非阻塞读取的最小化示例：

import sys
import selectors

selector = selectors.DefaultSelector()
selector.register(fileobj=sys.stdin, events=selectors.EVENT_READ)

character = ''
while character != '\n':
    for key, __ in selector.select(timeout=0):
        character = key.fileobj.read(1)

如果我在第一次输入时按下 Enter，那么会生成一个换行符，并且进程会正常结束。

然而，如果我先输入其他字符，然后再按下 Enter，进程就不会结束：我需要再次按下 Enter 才能结束。

显然，这个实现只在第一个输入为换行符时有效。

可能有很好的原因，但我目前还没有看到它，也找不到任何相关的问题。

这是与我的非阻塞实现有关，还是与 stdin 缓冲区有关，或者与控制台或终端实现有关呢？

（我正在 ubuntu 上的 python 3.8 shell 中运行此程序。）

- djvg

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请参见 https://dev59.com/QGct5IYBdhLWcg3wPbMm#43929760 - 我认为这里与终端模式有关... - AKX

@AKX：谢谢！将终端设置为“cbreak”模式似乎确实有效。 - djvg

@AKX：我仍然想知道为什么这只发生在“选择器”实现中。 - djvg

使用底层二进制 sys.stdin.buffer 会有什么区别吗？ - AKX

请注意，第二个 <enter>（以及任何先前的输入）在 Python 进程退出后由 shell 处理。 - djvg

一些相关问题：https://dev59.com/ALPma4cB1Zd3GeqPliKe，https://dev59.com/TGEh5IYBdhLWcg3w_nyv，https://dev59.com/03E95IYBdhLWcg3wN7Kv，https://stackoverflow.com/q/34067884，https://stackoverflow.com/q/34067884 - djvg

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- tobib · Answer 1

sys.stdin 是 io.TextIOWrapper 的一个实例，它又包装了 io.BufferedReader 的一个实例。

在你的代码末尾添加 print(repr(character)) 可以让你看到正在发生的事情：

$ python foo.py 
# enter asd\n
'a'
# enter \n
's'
'd'
'\n'

当你第一次输入 "asd\n" 时，Python 将其全部读入缓冲区，但仅返回第一个字符。由于底层的 stdin 现在为空，下一次调用 selector.select() 再次阻塞。当你输入另一个换行符时，select 解除阻塞，代码继续从缓冲区读取字符，直到达到第一个 "\n"。

你可以通过使用 os.read(key.fileobj.fileno(), 1) 来绕过缓冲。这会给出预期的行为（请注意，它返回字节而不是字符串）：

$ python foo.py 
# enter asd\n
b'a'
b's'
b'd'
b'\n'

编辑: 有关cbreak模式的一些上下文

来自man 3 cbreak:

通常，tty驱动程序会缓冲键入的字符，直到键入换行符或回车符。 cbreak例程禁用行缓冲和擦除/杀死字符处理（中断和流控制字符不受影响），使用户键入的字符立即可用于程序。 nocbreak例程将终端返回到正常（熟食）模式。

在cbreak模式下，字符逐个发送，因此Python无法缓冲输入：

$ python foo.py 
# enter a
'a'
# enter s
's'
# enter d
'd'
# enter \n
'\n'