Введение

Разберем пример простого key/value хранилища, например такого как memcache. Устроен он просто — данные хранятся в памяти, в структуре hashmap. Доступ к ним осуществлятся через tcp-сокет. В питоне hashmap — это обычный dict. Для доступа будем использовать zeromq.

Настройка

Для установки этого пакета в debian/ubuntu достаточно ввести в консоли
sudo apt-get install libzmq-dev
sudo pip install zmq

Код

Напишем класс для работы с нашим сервером:
Тип используемого zmq-сокета — REQ(REQuest, запрос), посылаем запрос — ждем ответ.
Чтобы хранить и передавать по сети любой тип данных, используем стандартный модуль pickle. «Протокол» работы — кортеж из трех значений: (команда, ключ, данные)

import zmq
import pickle

class SuperCacher:
    def __init__(self):
        context = zmq.Context()
        self.socket = context.socket(zmq.REQ)
        self.socket.connect('tcp://127.0.0.1:43000')

    def get(self, key):
        self.socket.send(pickle.dumps(('get', key, None)))
        return pickle.loads(self.socket.recv())

    def set(self, key, data):
        self.socket.send(pickle.dumps(('set', key, data)))
        return self.socket.recv() == b'ok'

Использование

cache = SuperCacher()
cache.set('key', 'value')
cache.get('key')

В качестве домашнего задания — улучшить реализацию, добавив возможность указывать адрес/порт при создании экземпляра класса.

Теперь напишем сам сервер.
На этот раз используется сокет REP(REPly, ответ) — ждем запрос, шлем ответ. Разбираем запрос, отвечаем либо 'ok' в случае записи, либо данными / None в случае чтения.

import pickle
import json
import zmq

def run_daemon():
    memory = {}

    context = zmq.Context()
    socket = context.socket(zmq.REP)
    socket.bind('tcp://127.0.0.1:43000')

    while True:
        try:
            command, key, data = pickle.loads(socket.recv())
            if command == 'set':
                memory[key] = data
                socket.send(b'ok')
            elif command == 'get':
                result = memory.get(key, None)
                socket.send(pickle.dumps(result))
        except Exception as e:
            print(e)

if __name__ == '__main__':
    run_daemon()

Чтобы протестировать все вместе, запускаем сервер командой
python daemon.py

В соседней вкладке запускаем python в интерактивном режиме.

>>> from lib import SuperCacher
>>> cache=SuperCacher()
>>> cache.set('key', 'value')
True
>>> cache.get('key')
'value'

О чудо, оно работает! Теперь можно смело писать в своем резюме «разработка key-value хранилища c использованием протокола zmq»