# 小知識：計算π的其中一個方法是，隨機的向一個邊長為n的正方形中撒豆子，
# 然后看這些豆子是否在以n為半徑的四分之一圓內，正方形面積：n*n，四分之一圓的面積：π*n*n/4
# 因此落在四分之一圓內的概率為π/4，這樣我們就能算出π的值，
# 我們這個程式是來講述zmq發布-訂閱程序的流程，
# 通過計算π值為例子來進行計算，
# 首先發布者bitsource隨機生成一個字串，字串偶數位為縱坐標，奇數位為橫坐標，
# 一個字串表示一個點，將奇數位轉換為橫坐標，將偶數位轉換為縱坐標，然后通過計算
# 這個點到原點的距離，來判斷是否為以半徑為B的圓內，通過大量的模擬，來進行計算π，
import random, threading, time, zmq
B = 32 # number of bits of precision in each random integer
def ones_and_zeros(digits):
"""Express `n` in at least `d` binary digits, with no special prefix."""
# getrandbits()
# 方法回傳指定大小（以位為單位）的整數，
return bin(random.getrandbits(digits)).lstrip('0b').zfill(digits)
# 發布者
def bitsource(zcontext, url):
# 發布訂閱函式，發布者，
"""Produce random points in the unit square."""
# 創造一個物件，發布者物件
zsock = zcontext.socket(zmq.PUB)
# 系結URL
zsock.bind(url)
while True:
# 持續不斷的一直發送這里是32位的二進制字符，
# 這里一個字串代表一個點，
zsock.send_string(ones_and_zeros(B * 2))
# 停頓0.01秒，
time.sleep(0.01)
# 訂閱者1
def always_yes(zcontext, in_url, out_url):
"""Coordinates in the lower-left quadrant are inside the unit circle."""
# 創造一個訂閱者物件，
isock = zcontext.socket(zmq.SUB)
# 連接發布者的URL
isock.connect(in_url)
# 設定過濾條件，接收00開頭的
# 如果開頭為00的話，那么這個點x、y值都不會超過半徑的一半
# 一定在四分之一圓內，
isock.setsockopt(zmq.SUBSCRIBE, b'00')
# 推送，
osock = zcontext.socket(zmq.PUSH)
# 連接接收推送的URL
osock.connect(out_url)
while True:
# 接收訂閱者的訊息，
isock.recv_string()
# 推送給發布者訊息，因此我們這里直接發送Y
osock.send_string('Y')
# 訂閱者2
def judge(zcontext, in_url, pythagoras_url, out_url):
"""Determine whether each input coordinate is inside the unit circle."""
# # 創造一個訂閱者物件，
isock = zcontext.socket(zmq.SUB)
# 連接URL
isock.connect(in_url)
# 設定接收訂閱的過濾條件，
for prefix in b'01', b'10', b'11':
isock.setsockopt(zmq.SUBSCRIBE, prefix)
# 設定一個回應物件，
psock = zcontext.socket(zmq.REQ)
psock.connect(pythagoras_url)
# 設定一個推送物件，
osock = zcontext.socket(zmq.PUSH)
osock.connect(out_url)
# 這里用了勾股定理，是兩個落在坐標軸上的點，平方和，
unit = 2 ** (B * 2)
# 這里需要計算是否在四分之一圓內，
while True:
# 接收發布者的訊息，
bits = isock.recv_string()
# 提取這個點的x坐標，y坐標，
n, m = int(bits[::2], 2), int(bits[1::2], 2)
# 發送給客戶請求端
psock.send_json((n, m))
# 然后接受客戶請求端發送過來處理過的資料，
sumsquares = psock.recv_json()
# 判斷是否在圓內，
osock.send_string('Y' if sumsquares < unit else 'N')
# 請求端，
def pythagoras(zcontext, url):
"""Return the sum-of-squares of number sequences."""
zsock = zcontext.socket(zmq.REP)
zsock.bind(url)
while True:
# 這里先請求資料，然后將請求的資料進行處理發送出去，
numbers = zsock.recv_json()
zsock.send_json(sum(n * n for n in numbers))
# 匯總，進行計算π的值，
def tally(zcontext, url):
"""Tally how many points fall within the unit circle, and print pi."""
zsock = zcontext.socket(zmq.PULL)
zsock.bind(url)
# 這里是如果接受到一個Y p+4，接受到一個N ，q + 1
# 然后計算比值，這個就是我們算出來的π的值，
p = q = 0
while True:
decision = zsock.recv_string()
q += 1
if decision == 'Y':
p += 4
print(decision, p / q)
# 我們使用多執行緒的方式，上邊的每一個函式開一個執行緒，，
def start_thread(function, *args):
thread = threading.Thread(target=function, args=args)
thread.daemon = True # so you can easily Ctrl-C the whole program
thread.start()
def main(zcontext):
pubsub = 'tcp://127.0.0.1:6700'
reqrep = 'tcp://127.0.0.1:6701'
pushpull = 'tcp://127.0.0.1:6702'
start_thread(bitsource, zcontext, pubsub)
start_thread(always_yes, zcontext, pubsub, pushpull)
start_thread(judge, zcontext, pubsub, reqrep, pushpull)
start_thread(pythagoras, zcontext, reqrep)
start_thread(tally, zcontext, pushpull)
# 這個是主執行緒，主執行緒結束，其他的多執行緒也就要結束，
time.sleep(30)
if __name__ == '__main__':
main(zmq.Context())
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標籤：Python
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