python asyncio如何读取StdIn并写入StdOut？

Question

我需要异步读取 StdIn 以获取消息（json 由 \r\n 终止）并在处理完异步后将更新的消息写入 StdOut。

目前我正在同步进行：

class SyncIOStdInOut():
    def write(self, payload: str):
        sys.stdout.write(payload)
        sys.stdout.write('\r\n')
        sys.stdout.flush()

    def read(self) -> str:
        payload=sys.stdin.readline()
        return  payload

如何异步执行相同的操作？

Answer 1

这是一个使用asyncio streams 将stdin 回显到stdout 的示例（适用于Unix）。

import asyncio
import sys


async def connect_stdin_stdout():
    loop = asyncio.get_event_loop()
    reader = asyncio.StreamReader()
    protocol = asyncio.StreamReaderProtocol(reader)
    await loop.connect_read_pipe(lambda: protocol, sys.stdin)
    w_transport, w_protocol = await loop.connect_write_pipe(asyncio.streams.FlowControlMixin, sys.stdout)
    writer = asyncio.StreamWriter(w_transport, w_protocol, reader, loop)
    return reader, writer


async def main():
    reader, writer = await connect_stdin_stdout()
    while True:
        res = await reader.read(100)
        if not res:
            break
        writer.write(res)


if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

---

作为即用型解决方案，您可以使用aioconsole 库。它实现了类似的方法，但还为input、print、exec 和code.interact 提供了额外有用的异步等效项：

from aioconsole import get_standard_streams

async def main():
    reader, writer = await get_standard_streams()

更新：

让我们试着弄清楚函数connect_stdin_stdout是如何工作的。

1. 获取当前事件循环：

loop = asyncio.get_event_loop()

1. 创建StreamReader 实例。

reader = asyncio.StreamReader()

一般情况下，StreamReader/StreamWriter 类不打算直接实例化，而只能用作 open_connection() 和 start_server() 等函数的结果。 StreamReader 为某些数据流提供缓冲异步接口。一些源（库代码）调用它的函数如feed_data、feed_eof，数据被缓冲，可以使用documented接口协程read()、readline()等读取。

1. 创建StreamReaderProtocol 实例。

protocol = asyncio.StreamReaderProtocol(reader)

该类派生自asyncio.Protocol 和FlowControlMixin，有助于在Protocol 和StreamReader 之间进行调整。它覆盖Protocol 方法如data_received、eof_received 并调用StreamReader 方法feed_data。

4. 在事件循环中注册标准输入流stdin。

await loop.connect_read_pipe(lambda: protocol, sys.stdin)

connect_read_pipe 函数将pipe 参数作为一个类似文件的对象。 stdin 是一个类似文件的对象。从现在开始，所有从stdin读取的数据都会落入StreamReaderProtocol，然后传入StreamReader

5. 在事件循环中注册标准输出流stdout。

w_transport, w_protocol = await loop.connect_write_pipe(FlowControlMixin, sys.stdout)

在connect_write_pipe 中，您需要传递一个协议工厂，该工厂创建协议实例，为StreamWriter.drain() 实现流控制逻辑。此逻辑在类FlowControlMixin 中实现。还有StreamReaderProtocol继承自它。

6. 创建StreamWriter 实例。

writer = asyncio.StreamWriter(w_transport, w_protocol, reader, loop)

该类将使用函数write()、writelines() 等传递给它的数据转发到底层transport。

protocol 用于支持drain() 函数等待底层传输已刷新其内部缓冲区并可再次写入。

reader是可选参数，可以是None，也用于支持drain()函数，在该函数开始时检查是否为阅读器设置了异常，例如，由于连接丢失（与套接字和双向连接相关），那么drain() 也会抛出异常。

您可以在这个伟大的answer 中阅读有关StreamWriter 和drain() 函数的更多信息。

更新 2：

读取带有\r\n分隔符的行可以使用readuntil

Answer 2

这是您可以从标准输入异步读取的另一种方式（一次读取一行）。

async def async_read_stdin()->str:
    loop = asyncio.get_event_loop()
    return await loop.run_in_executor(None, sys.stdin.readline)