Python 基于协程的状态机

我有一个棘手而有趣的问题要问你

在Twisted、Tornado中处理I/O任务（例如通过某个传输层实现协议）时，我发现了类似的场景或模式。这种模式是泛化的，而不是抽象的。例如，当您使用类设备时，您向他发送命令并接收结果

但是，有时您需要使用新命令对调制解调器对上一个命令的响应作出反应。例如，假设调制解调器是M，->是接受一个参数消息键的通信操作员，服务器是S

    1. s ->(a) M
       1.1 M ->(b) S # modem reacts on `a` as `b`; so next we should send him command B
       1.2 M ->(c) S # modem responses on `a` as `c`; so next we should send him C
    2. s ->(b) M
       2.1 M ->(g) S
       2.2 M -> (f) S
       ...
       2.N M -> (x) S
    ...

因此，它看起来像FSM的行为。在tornado中实现这个场景，同时使用非阻塞I/O（通过streams对象）会很好。通过简单地提供跟踪场景作为输入，并覆盖输入中描述的状态（事件）的处理程序，我们可以实现良好的有限状态机行为

输入可能具有以下符号：

{
  a: (b, c, d),
  b: (c, 'exit|silence'),
  c: (a, 'exit|silence'),
  d: (b)
}

所有这些字母数字符号都是州名。 每个键值对都是状态名和可能的状态转换集

在tornado合作计划和期货中引入的FSM的可能实现是什么？

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请分享您的想法和代码。

我认为

Twisted

更适合协议实现。无论如何，在Python中，函数和方法是第一类的对象，这意味着您可以将它们存储在字典中。您还可以使用

functools.partial

将带有参数的函数绑定到字典键。您可以使用它来实现转换。每个状态都应该是一个包含字典的函数，其中键是可能的输入状态，值是输出状态。然后你可以轻松地从一个州跳到另一个州。为了利用Tornado循环，应该使用

ioloop.ioloop.instance（）.add\u callback

将下一个状态注册为回调，而不是直接调用

自动机接受语言a*b*c的示例实现：

import errno
import functools
import socket
from tornado import ioloop, iostream

class Communicator(object):
    def connection_ready(self, sock, fd, events):
        while True:
            try:
                connection, address = sock.accept()
            except socket.error, e:
                if e[0] not in (errno.EWOULDBLOCK, errno.EAGAIN):
                    raise
                return
            connection.setblocking(0)
            self.stream = iostream.IOStream(connection)
            self.stream.read_until(delimiter='\n', callback=self.initial_state) 

    def initial_state(self, msg):
        msg = msg.rstrip()
        print "entering initial state with message: %s" % msg
        transitions = {
            'a' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.state_a, msg),
            'b' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.state_b, msg),
            'c' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.final_state, msg)
        }
        try:
            transitions[msg[0]]()
        except:
            self.stream.write("Aborted (wrong input)\n", self.stream.close)

    def state_a(self, msg):
        print "entering state a with message: %s" % msg
        transitions = {
            'a' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.stream.write, "got a\n", functools.partial(self.state_a, msg[1:])),
            'b' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.state_b, msg),
            'c' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.final_state, msg[1:])
        }
        try:
            transitions[msg[0]]()
        except:
            self.stream.write("Aborted (wrong input)\n", self.stream.close)

    def state_b(self, msg):
        print "entering state b with message: %s" % msg
        transitions = {
            'a' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.state_a, msg),
            'b' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.stream.write, "got b\n", functools.partial(self.state_a, msg[1:])),
            'c' : functools.partial(ioloop.IOLoop.instance().add_callback, self.final_state, msg[1:])}
        try:
            transitions[msg[0]]()
        except:
            self.stream.write("Aborted (wrong input)\n" , self.stream.close)

    def final_state(self, msg):
        print "entering final state with message: %s" % msg
        self.stream.write("Finished properly with message %s\n" % msg, self.stream.close)

if __name__ == '__main__':
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM, 0)
    sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
    sock.setblocking(0)
    sock.bind(("", 8000))
    sock.listen(5000)

    communicator = Communicator()
    io_loop = ioloop.IOLoop.instance()
    callback = functools.partial(communicator.connection_ready, sock)
    io_loop.add_handler(sock.fileno(), callback, io_loop.READ)
    try:
        io_loop.start()
    except KeyboardInterrupt:
        io_loop.stop()
        print "exited cleanly"

使用Netcat的会话：

$ nc localhost 8000
aaaaa
got a
got a
got a
got a
got a
Aborted (wrong input)
$ nc localhost 8000
abababab
got a
got b
got a
got b
got a
got b
got a
got b
Aborted (wrong input)
$ nc localhost 8000
aaabbbc
got a
got a
got a
got b
got b
got b
Finished properly with message 
$ nc localhost 8000
abcabc
got a
got b
Finished properly with message abc

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@Veedrac现在好点了吗？