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关于fastapi异步接口卡死的坑及解决

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背景

开发任务是使用fastapi去写一个对工业设备(PLC)的通信接口,方便其他后端服务与设备对接,将设备的功能抽象出来供MES调用。
通信协议是使用modbus TCP,由于fastapi是异步框架,很多以前在同步函数里开发的代码移植过来发现出现了异常,这也是不断踩坑的过程,问题解决之后也能体会到异步框架的优美与高效。

问题细节

在视图函数中我们需要创建一个socket连接,使用它跟plc进行通信,完毕之后还要记得关闭该连接,否则就会造成异步框架的卡死,其他请求就进不来了。
刚开始我的代码是这样的:
  1. @router.put("/start/{id}")
  2. async def start(
  3.     id:int,
  4.     batsize:int=Body(default=15,description='批次大小'),
  5.     noksize:int=Body(default=3,description='最大连续失败次数')
  6.     ):

  7.     dip = await PLC.get(pk=id)   # 配置数据库中查询设备网络信息
  8.     zmqconn = get_conn(dip.host,dip.port)   # 获取网络连接
  9.     # 发送命令
  10.     try:
  11.         ret = zmqconn.request(action='start_batch',rqargs={'batch_size':batsize,'nok_num':noksize})
  12.     except Exception as e:
  13.         raise HTTPException(status_code=503,detail=str(e))
  14.     else:
  15.         return ret
复制代码
​​​​写完之后我自己测试了一下,发现是可以正常发起命令的,而且接口也返回了期望的结果,但是我快速点了几下,发现问题就来了,第六下的时候,接口卡住无法返回,异步函数中也不执行任何动作,这在之前的同步代码中是没有出现的。
后来我经过调试发现是socket连接并没有成功创建,怀疑是之前的连接没有关闭,导致了网络阻塞,于是加入了关闭连接的代码。
  1. @router.put("/start/{id}")
  2. async def start(
  3.     id:int,
  4.     batsize:int=Body(default=15,description='批次大小'),
  5.     noksize:int=Body(default=3,description='最大连续失败次数')
  6.     ):

  7.     dip = await PLC.get(pk=id)
  8.     zmqconn = get_conn(dip.host,dip.port)
  9.         
  10.     try:
  11.         ret = zmqconn.request(action='start_batch',rqargs={'batch_size':batsize,'nok_num':noksize})
  12.     except Exception as e:
  13.         raise HTTPException(status_code=503,detail=str(e))
  14.     finally:
  15.         zmqconn.close()
  16.     return ret
复制代码
这个时候就完全没有卡住的问题了,接口可以一直点。
所以对于异步函数,我们一定要注意手动释放资源,否则可能会造成意想不到的问题。

fastapi依赖注入

但是这又出现一个问题,我们的服务是经常用到前面的socket框架的,其他接口也要用到,总不能每个接口都把这段代码复制粘贴一边吧。
fastapi作为最优秀的异步框架,有一个很大的特点就是非常苛刻的代码复用性,它在设计的时候考虑到了重复代码的问题。
至于苛刻到什么程度呢,举个例子,如果不同的接口用了相同的一组参数,那么你可以把这组参数进行封装,写到依赖里面,用的时候引入一下,那么你新的接口就有了一组一模一样的参数。
这里我们利用fastapi的依赖注入,把接口参数以及socket连接都封装起来,供其他接口调用。
依赖代码
  1. async def get_conn_dep(
  2.     id:int = Path(description='路径参数,设备id'),
  3. ):
  4.     dip = await PLC.get(pk=id)
  5.     try:
  6.         zmqconn = get_conn(dip.host,dip.port)
  7.         yield zmqconn                # 向接口函数注入链接
  8.     finally:
  9.         zmqconn.close()     # 接口函数执行完毕后会异步执行关闭
复制代码
而我们的接口函数就可以非常精简
  1. @router.put("/start/{id}")
  2. async def start(
  3.     zmqconn = Depends(get_conn_dep),     # 这一行直接复用了一堆代码以及相应的路径字段,简直太优雅了
  4.     batsize:int=Body(default=15,description='批次大小'),
  5.     noksize:int=Body(default=3,description='最大连续失败次数')
  6.     ):

  7.     try:
  8.         ret = zmqconn.request(action='start_batch',rqargs={'batch_size':batsize,'nok_num':noksize})
  9.     except Exception as e:
  10.         raise HTTPException(status_code=503,detail=str(e))
  11.     else:
  12.         return ret
复制代码
我们使用swagger疯狂点击该接口,并传入不同的参数进行测试,发现接口响应非常流畅,异常处理的时候也返回了我们想要的错误信息。
我们上面的代码使用了fastapi异步接口(据说性能逼近go),并使用了tortoise异步ORM,tortoise的使用与django-orm几乎一样,但它是一个纯异步orm,这两个配合起来开发简直是非常的舒服。

总结

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。

来源:https://www.jb51.net/python/323472nvy.htm
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