应用Python快速实现系统原型

[摘要] 快速原型是在开发真实系统之前，构造一个原型，在该原型的基础上，逐渐完成整个系统的开发工作。Python非常易于使用，并且支持Windows/Mac/Unix/Linux/Solaris多操作系统平台，可以帮助开发人员在这些平台上更迅速地完成任务。同时Python拥有一个强大的基本类库和数量众多的第三方扩展库，所以它的应用范围也比较广泛。文章举例说明，如何应用Python快速实现一个异步多线程的前置机系统。

[关键词] 动态编程语言  快速原型开发 前置机 模拟系统

一、系统背景

在开发跨平台业务系统的时候，为了确保后台服务器的数据安全，客户端通常是与交易前置机通讯，发送交易请求，交易前置机接收交易请求，然后与后台服务器交互，从后台获得该交易的返回数据后，再按照交易报文的格式返回给客户端。

交易前置机所使用的操作系统情况较复杂，一般要根据客户单位的具体情况，有些采用Windows系统，有些采用Unix/Linux或者Solaris系统。但在去客户单位进行项目实施之前，开发人员需要在开发过程中随时进行客户端交易的调试工作，这就需要有个模拟交易前置机的系统，在调试过程中能非常方便的修改交易报文的定义，模拟后台返回的交易报文。在某些系统的开发中，这个模拟系统就可以作为一个完整系统的原型，开发系统的过程，就是在此原型基础上，逐渐完善交易类型与交易返回数据，最后完成整个系统的开发。

模拟系统的开发可以用多种方法来实现，而动态语言Python易于使用、类库丰富、修改方便。本文要阐述的是利用Python来进行模拟系统的开发，快速实现交易前置机最常用的功能：接收交易请求、组织返回数据、发送返回数据。

二、  Python的异步（非阻塞）通讯

asyncore库是python的一个标准库，它是一个异步socket的包装。我们在进行网络通讯的时候可以直接使用socket等底层的库，但是asyncore使得我们可以更加方便的进行网络通讯，避免直接使用socket，select，poll等工具时需要面对的复杂处理。

asyncore库很简单，只包含了一个loop()函数和一个dispatcher基类。每一个从dispatcher继承的类的对象，都可以看作我们需要处理的一个socket,可以是TCP连接或者UDP。

asyncore库使用容易，我们只需要定义一个类，它继承dispatcher，然后我们重写（覆盖）一些方法就可以了。我们需要重写的方法一般都以handle_打头的。

loop()函数负责检测一个字典，字典中保存dispatcher的实例，这个字典被称为channel。每次创建一个dispatcher对象，都会把自己加入到一个默认的字典里面去。当对象被加入到channel中的时候，socket的行为都已经被定义好，程序只需要调用loop()，异步多线程通讯功能就准备好了。

三、  专注于业务处理

在我们的模拟系统中，由于需要同时为多个客户端服务，定义了一个主通讯服务类，继承自asyncore.dispatcher类，重写该类的handle_accept方法，从这里获得客户端的连接，向控制台输出客户端IP与端口信息，并转发给处理线程类。

处理线程类继承自asyncore.dispatcher_with_send，此类可以接收和发送数据，只需要重写handle_read方法即可。

这样，一个异步多线程的交易模拟系统就可以运行了。

每当客户端有数据发送过来，就会触发handle_read方法。在此方法中，可以对交易数据进行合法性判断、提取交易类别、提取交易数据、组织交易返回数据、发送数据到客户端，通过这一系列的处理，一个交易的完整过程就完成了。

在这里，通过对交易类别的判断，可以很容易的增加新的交易。