boto3用法

aws是Amazon Web Service的简写，它包括众多服务，其中最有名的两个是EC2和S3。

S3是Simple Storage Service的简写，它是一种对象存储的实现。

安装和配置

安装boto3和awscli：pip install boto3 awscli

配置aws：aws configure

根据提示输入access_key_id, secret_access_key和 region。

其中access_key_id, secret_access_key的默认存储位置为：~/.aws/credentials：

[default]
aws_access_key_id = YOUR_ACCESS_KEY
aws_secret_access_key = YOUR_SECRET_KEY

region的存储位置为~/.aws/config:

[default]
region=us-east-1

快速开始

如下代码，首先创建一个s3服务，然后查看全部Bucket，最后上传一个文件。

import boto3

# Let's use Amazon S3
s3 = boto3.resource('s3')
# Print out bucket names
for bucket in s3.buckets.all():
    print(bucket.name)
# Upload a new file
data = open('test.jpg', 'rb')
s3.Bucket('my-bucket').put_object(Key='test.jpg', Body=data)

Code Examples

使用Bucket

创建bucket

如下函数封装boto3的create_bucket()，如果创建Bucket成功，返回True，否则返回False。

import logging
import boto3
from botocore.exceptions import ClientError

def create_bucket(bucket_name):
  s3 = boto3.client('s3')
  try
      s3.create_bucket(Bucket=bucket_name)
  except ClientError as e:
      logging.error(e)
      return False
  return True

列出bucket

s3 = boto3.client('s3')
response = s3.list_buckets()
print('Existing buckets:')
for bucket in response['Buckets']:
    print(f'{bucket["Name"]}')

上传文件

基本用法

s3提供了两种文件上传方式：upload_file()和upload_fileobj()。upload_file()会把一个大文件拆分成若干个chunk并行上传，因此upload_file()传输速率较快，它适用于上传内容已经确定的文件。upload_fileobj()可用于单线程上传一个二进制流。

upload_file()例子：

import logging
import boto3
from botocore.exceptions import ClientError

def upload_file(file_name, bucket, object_name=None):
    """Upload a file to an S3 bucket

    :param file_name: File to upload
    :param bucket: Bucket to upload to
    :param object_name: S3 object name. If not specified then file_name is used
    :return: True if file was uploaded, else False
    """

    # If S3 object_name was not specified, use file_name
    if object_name is None:
        object_name = file_name

    # Upload the file
    s3_client = boto3.client('s3')
    try:
        response = s3_client.upload_file(file_name, bucket, object_name)
    except ClientError as e:
        logging.error(e)
        return False
    return True

upload_fileobj()例子：

s3 = boto3.client('s3')
with open("FILE_NAME", "rb") as f:
    s3.upload_fileobj(f, "BUCKET_NAME", "OBJECT_NAME")

upload_fileobj()的文件参数只能是rb模式打开的文件。

Client、Bucket、Object三个类型都提供了upload_file()和upload_fileobj()两个函数，每个类型提供的同一函数功能都是等价的，并无优劣之分，可以随意调用三个对象的上传文件函数。

ExtraArgs

ExtraArgs提供了上传文件的其它参数，这些参数可用于控制上传文件的读写权限、meta信息等。S3Transfer是一个非常重要的对象，它定义了传输过程中的许多参数，在

boto3.s3.transfer.S3Transfer.ALLOWED_UPLOAD_ARGS中，定义了ExtraArgs可用的参数列表。

s3.upload_file(
    'FILE_NAME', 'BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME',
    ExtraArgs={'Metadata': {'mykey': 'myvalue'}}
)
s3.upload_file(
    'FILE_NAME', 'BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME',
    ExtraArgs={'ACL': 'public-read'}
)
s3.upload_file(
    'FILE_NAME', 'BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME',
    ExtraArgs={
        'GrantRead': 'uri="http://acs.amazonaws.com/groups/global/AllUsers"',
        'GrantFullControl': 'id="01234567890abcdefg"',
    }
)

上传过程的回调函数

一边上传一边打印上传进度可以通过实现Callback回调来实现。

s3.upload_file(
    'FILE_NAME', 'BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME',
    Callback=ProgressPercentage('FILE_NAME')
)

ProgressPercentage

import os
import sys
import threading

class ProgressPercentage(object):

    def __init__(self, filename):
        self._filename = filename
        self._size = float(os.path.getsize(filename))
        self._seen_so_far = 0
        self._lock = threading.Lock()

    def __call__(self, bytes_amount):
        # To simplify, assume this is hooked up to a single filename
        with self._lock:
            self._seen_so_far += bytes_amount
            percentage = (self._seen_so_far / self._size) * 100
            sys.stdout.write(
                "\r%s  %s / %s  (%.2f%%)" % (
                    self._filename, self._seen_so_far, self._size,
                    percentage))
            sys.stdout.flush()

下载文件

下载文件和上传文件几乎是完全对称的，Client、Bucket、Object三个对象提供了download_file()、download_fileobj()。download_file()是并行的，download_file_obj()是串行的，这两个函数同样提供了ExtraArgs和Callback参数。boto3.s3.transfer.S3Transfer.ALLOWED_DOWNLOAD_ARGS描述了下载过程的ExtraArgs的可用参数。

import boto3

s3 = boto3.client('s3')
s3.download_file('BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME', 'FILE_NAME')

with open('FILE_NAME', 'wb') as f:
    s3.download_fileobj('BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME', f)

传输配置

在上传文件、下载文件、复制文件过程中，AWS SDK会自动管理重试等网络配置。默认的网络配置可适用于大多数情况，只有特殊情境下才需要修改传输配置。

传输配置封装在 boto3.s3.transfer.TransferConfig对象中，upload_file()等函数都有一个Config参数接受一个TransferConfig对象。

修改multipart阈值

当使用upload_file()上传一个大文件时，如果文件大小超过了multipart_threshold，那么会启动多线程上传。

import boto3
from boto3.s3.transfer import TransferConfig

# Set the desired multipart threshold value (5GB)
GB = 1024 ** 3
config = TransferConfig(multipart_threshold=5*GB)

# Perform the transfer
s3 = boto3.client('s3')
s3.upload_file('FILE_NAME', 'BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME', Config=config)

设置并发数

对于upload_file()和download_file()默认启用多线程下载，为了减少网络占用或者增加网络占用，可以通过传输配置来控制。

# To consume less downstream bandwidth, decrease the maximum concurrency
config = TransferConfig(max_concurrency=5)

# Download an S3 object
s3 = boto3.client('s3')
s3.download_file('BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME', 'FILE_NAME', Config=config)

设置并发的实现方式

在boto3中，并发是通过多线程来实现的。如果不使用线程就没法实现并发，max_concurrency参数会被忽略掉。

# Disable thread use/transfer concurrency
config = TransferConfig(use_threads=False)

s3 = boto3.client('s3')
s3.download_file('BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME', 'FILE_NAME', Config=config)

将一个Bucket作为一个静态服务

获取一个桶的静态服务配置

import boto3

# Retrieve the website configuration
s3 = boto3.client('s3')
result = s3.get_bucket_website('BUCKET_NAME')

设置一个桶的静态服务配置

# Define the website configuration
website_configuration = {
    'ErrorDocument': {'Key': 'error.html'},
    'IndexDocument': {'Suffix': 'index.html'},
}

# Set the website configuration
s3 = boto3.client('s3')
s3.put_bucket_website('BUCKET_NAME', website_configuration)

删除一个桶的网站配置

# Delete the website configuration
s3 = boto3.client('s3')
s3.delete_bucket_website('BUCKET_NAME')

获取一个Bucket的权限列表

import boto3

# Retrieve a bucket's ACL
s3 = boto3.client('s3')
result = s3.get_bucket_acl(Bucket='my-bucket')
print(result)

presigned URL

分享一个Object

import logging
import boto3
from botocore.exceptions import ClientError

def create_presigned_url(bucket_name, object_name, expiration=3600):
    """Generate a presigned URL to share an S3 object

    :param bucket_name: string
    :param object_name: string
    :param expiration: Time in seconds for the presigned URL to remain valid
    :return: Presigned URL as string. If error, returns None.
    """

    # Generate a presigned URL for the S3 object
    s3_client = boto3.client('s3')
    try:
        response = s3_client.generate_presigned_url('get_object',
                                                    Params={'Bucket': bucket_name,
                                                            'Key': object_name},
                                                    ExpiresIn=expiration)
    except ClientError as e:
        logging.error(e)
        return None

    # The response contains the presigned URL
    return response

直接使用GET请求这个URL：

import requests    # To install: pip install requests

url = create_presigned_url('BUCKET_NAME', 'OBJECT_NAME')
if url is not None:
    response = requests.get(url)

其它技巧

• 生成一个URL，这个URL可以自动执行某个函数，从而可以实现动态查看某个Bucket下面的目录
• 生成一个可以上传文件的URL
  
  更多代码示例查看此链接下的Presigned URLs一节：https://boto3.amazonaws.com/v1/documentation/api/latest/guide/s3-examples.html

桶策略

IAP：Identity&Access Policy

查询一个桶的权限

import boto3

# Retrieve the policy of the specified bucket
s3 = boto3.client('s3')
result = s3.get_bucket_policy('BUCKET_NAME')
print(result['Policy'])

设置一个桶策略

import json

# Create a bucket policy
bucket_name = 'BUCKET_NAME'
bucket_policy = {
    'Version': '2012-10-17',
    'Statement': [{
        'Sid': 'AddPerm',
        'Effect': 'Allow',
        'Principal': '*',
        'Action': ['s3:GetObject'],
        'Resource': f'arn:aws:s3:::{bucket_name}/*'
    }]
}

# Convert the policy from JSON dict to string
bucket_policy = json.dumps(bucket_policy)

# Set the new policy
s3 = boto3.client('s3')
s3.put_bucket_policy(bucket_name, Policy=bucket_policy)

删除桶策略

# Delete a bucket's policy
s3 = boto3.client('s3')
s3.delete_bucket_policy('BUCKET_NAME')

重要包介绍

boto3根包

boto3根包提供了两类API：全局设置、重要入口类。

全局设置包括：

• boto3.set_stream_logger(name='boto3', level=10, format_string=None)设置日志级别
• boto3.setup_default_session(**kwargs)设置默认session

重要入口类包括：

• boto3.resource(*args, **kwargs)：最终会调用session包下的resource函数boto3.session.Session.resource()
• boto3.client(*args, **kwargs)：最终会调用session包下的resource函数boto3.session.Session.client()

collection包

boto3中的许多事物最终都可以看做一个集合，例如所有的Bucket构成一个集合，一个目录下的全部Object构成一个集合。collection包指的是boto3.resources.collection。

collection包主要提供两个入口类：CollectionManager和ResourceCollection。这两个类几乎具有完全一样的方法：

• all()：获取全部对象的迭代器
• filter()：过滤对象
• limit(count)：只读取count个对象
• page_size(count)和pages()用于分页

resource包

boto3.resource包下内容较多，它包括请求和回复的格式等类型。

https://boto3.amazonaws.com/v1/documentation/api/latest/reference/core/resources.html

session包

boto3.session包只包含一个Session类，这个类是整个boto库的入口类。一个Session对象相当于一个包含了各种基础配置的对象（如aws_access_key_id、aws_secret_access_key等），利用此对象可以获取到Client、Resource等对象。

利用Session可以获取一些全局信息

• get_available_partitions()：获取可用分区列表
• get_available_regions()：获取可用region列表
• available_profiles：获取可用的配置文件目录
• get_available_regions(service_name, partition_name='aws', allow_non_regional=False)：获取可用分区
• get_available_resources()：获取可用资源列表，也就是可以用sess.resource(service_name)函数获取的服务列表
• get_awailable_services()：获取可用服务列表，也就是可以用sess.client(service_name)函数获取的服务列表
• get_credentials()：和此session有关的秘钥，使用botocore.credential.Credential对象存储。

利用Session可以构建最重要的两个入口类：

resource(service_name, region_name=None, api_version=None, use_ssl=True, verify=None, endpoint_url=None, aws_access_key_id=None, aws_secret_access_key=None, aws_session_token=None, config=None)

client(service_name, region_name=None, api_version=None, use_ssl=True, verify=None, endpoint_url=None, aws_access_key_id=None, aws_secret_access_key=None, aws_session_token=None, config=None)

boto3.s3.transfer

boto3.s3.transfer包下包含两个类：TransferConfig和S3Transfer。TransferConfig对象可作为upload_file()的Config参数的取值；S3Transfer对象实现了upload_file()和download_file()，实际上Client、Bucket、Object等类最终都会调用这两个函数，S3Transfer还提供了两个常量表示上传下载时可接受的参数：ALLOWED_DOWNLOAD_ARGS和ALLOWED_UPLOAD_ARGS。

class boto3.s3.transfer.TransferConfig(multipart_threshold=8388608, max_concurrency=10, multipart_chunksize=8388608, num_download_attempts=5, max_io_queue=100, io_chunksize=262144, use_threads=True)

class boto3.s3.transfer.S3Transfer(client=None, config=None, osutil=None, manager=None)
   ALLOWED_DOWNLOAD_ARGS = ['VersionId', 'SSECustomerAlgorithm', 'SSECustomerKey', 'SSECustomerKeyMD5', 'RequestPayer']
   ALLOWED_UPLOAD_ARGS = ['ACL', 'CacheControl', 'ContentDisposition', 'ContentEncoding', 'ContentLanguage', 'ContentType', 'Expires', 'GrantFullControl', 'GrantRead', 'GrantReadACP', 'GrantWriteACP', 'Metadata', 'RequestPayer', 'ServerSideEncryption', 'StorageClass', 'SSECustomerAlgorithm', 'SSECustomerKey', 'SSECustomerKeyMD5', 'SSEKMSKeyId', 'WebsiteRedirectLocation']
   download_file(bucket, key, filename, extra_args=None, callback=None)
   upload_file(filename, bucket, key, callback=None, extra_args=None)[source]

用户指南

boto3官网教程中的用户指南描述了boto3中的各个实体，是最终的文档。

https://boto3.amazonaws.com/v1/documentation/api/latest/guide/index.html

boto3提供了两个级别的接口来访问AWS服务：High Level的Resource级别的接口，Low Level的Client接口。

Client级别的接口返回Dictionary来表示查询到的资源信息，Resource级别的接口对Client级别的接口进行了面向对象的封装，接口的返回值大部分都是Resource对象(如果返回值是某个Resource的信息的话),我们可以对返回的对象再进行操作（比如删除，修改等）。

Resource

Resource对象是AWS服务的面向对象封装，它提供了比Client更抽象、更高级的封装。

每个Resource对象都包含若干属性和方法，这些属性和方法可以分为以下几大类别： identifiers, attributes, actions, references, sub-resources, 和 collections。

Resource对象可以被分为两类：

• 服务对象（Service Resource）:例如 sqs, s3, ec2
• 独立对象（Indivisual Resource）：例如sqs.Queue 、 s3.Bucket

服务对象和独立对象的区别在于：服务对象没有identifiers和attributes之类的属性和方法。

Collection

Collection对象和Django中的QuerySets非常像。

Client

Client对象提供了最底层的AWS服务封装，这些服务操作和AWS服务定义是一一对应的。实际上，Client类型的代码是由JSON形式的服务说明文件直接生成的。

Paginator分页

有些请求返回的对象太多，所以不能一次性全部返回，只能使用迭代的方式进行访问。

https://boto3.amazonaws.com/v1/documentation/api/latest/guide/paginators.html

Configuration

boto3会依次查找如下位置的配置，直到找到配置为止（也就是如下配置优先级递减）：

• boto.client()方法中的参数
• 创建session时传递的参数
• 环境变量
• Shared credential file (~/.aws/credentials)
• AWS config file (~/.aws/config)
• Assume Role provider
• Boto2 config file (/etc/boto.cfg and ~/.boto)
• Instance metadata service on an Amazon EC2 instance that has an IAM role configured.

https://boto3.amazonaws.com/v1/documentation/api/latest/guide/configuration.html#configuration

使用技巧

content-range随机读取，相当于C语言中的fseek：https://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec14.html#sec14.16

https://boto3.amazonaws.com/v1/documentation/api/latest/index.html

S3 API