python多线程及网络socket编程相关方法示例及总结

我就是我 2022-05-26 07:58 326阅读 0赞

最近在学习python多线程和网络socket编程，以一个小的多线程socket程序作为练习，展示python多线程及网络socket编程的主要使用方法。

# **1、python多线程** #

python多线程实现方式主要有三种：

*  创建一个 Thread 的实例，传给它一个函数
 *  创建一个 Thread 的实例，传给它一个可调用的类对象
 *  从 Thread 派生出一个子类，创建一个这个子类的实例

其中，常用的方法为第一种和第三种。第一种方法实现相对简单，直接将待执行函数作为参数传递我给threading.Tread(target = func , args = ( XX,XX ))执行，其中target参数是即将在线程中执行的函数，args是函数参数。示例如下：

import threading
    
    def add(x , y) :
        print(x + y)
    
    t = threading.Thread(target=add , args=(1 , 2))
    t.start()

第三种方法使用较为灵活，自定义线程类继承自threading.Thread类，并重写run方法即可，将线程需要执行的操作在run方法中实现，示例如下：

import threading
    
    class MyThread(threading.Thread) :
        def run(self):
            print("my thread")
    
    t = MyThread()
    t.start()

使用自定义线程类定义聊天线程，其中重写Thread类的run方法控制线程执行：

#coding:utf-8
    """
        Created by cheng star at 2018/4/27 20:13
        @email : xxcheng0708@163.com
    """
    
    import threading
    
    """
        使用threading.Thread 线程类创建聊天线程
    """
    class ChatThread(threading.Thread) :
        def __init__(self , func , args , name = ""):
            threading.Thread.__init__(self)
            self.func = func    # 线程待执行的函数
            self.args = args    # 线程待执行函数的参数
            self.name = name    # 线程名
    
        def run(self) :
            # 执行线程
            self.res = self.func(*self.args)    # 使用可变长参数处理创建线程时传入的参数元组，
    
        def getResult(self):
            # 获取线程执行结果
            return self.res
    
    if __name__ == "__main__" :
        pass

**2、socket服务端开发**

socket服务端开发基本流程：

*  建立连接对象 socket.socket(socket.AF\_INET , socket.SOCK\_STREAM)
 *  绑定主机和端口 bind
 *  设置最大连接数 listen
 *  持续监听客户端连接
 *  建立通信线程进行处理，然后继续等待下一个连接到来 accept

以下代码基于第一节自定义的聊天线程实现服务器端的多线程：

#coding:utf-8
    """
        Created by cheng star at 2018/4/27 19:19
        @email : xxcheng0708@163.com
    """
    
    import socket
    from time import ctime
    from DataAnalysisForPython.python_learning.python_threading_socket import chatThread
    import sys
    
    class TCPServer() :
        def __init__(self , host , port) :
            print("enter function >>>>>> %s" % sys._getframe().f_code.co_name)
            self.host = host
            self.port = port
            self.bufsize = 1024  # 设置缓冲区大小
            self.addr = (self.host , self.port) # 进行主机和端口时使用的参数（元组）
    
        def getTcpConnection(self):
            # 创建TCP连接对象
            print("enter function >>>>>> %s" % sys._getframe().f_code.co_name)
            self.tcpServer = socket.socket(socket.AF_INET , socket.SOCK_STREAM)  # 创建tcp连接对象
            self.tcpServer.bind(self.addr)    # 绑定主机和端口
            self.tcpServer.listen(5) # 设置允许的最大连接数
    
        def waitingConnection(self):
            print("enter function >>>>>> %s" % sys._getframe().f_code.co_name)
            # 等待客户端连接
            index = 1
            while True :
                print("waitting for connection ...")
                conn , addr = self.tcpServer.accept()   # 获取客户端连接返回的连接对象和连接地址，此连接对象用于和客户端交互
                print("connected from %s" %addr[0])
                ct = chatThread.ChatThread(self.chatting , (conn ,))    # 基于自定义线程类创建聊天线程，其中参数self.chatting是待执行的聊天处理函数，(conn ,)是参数元组，注意元组最后的逗号
                ct.start()  # 启动线程
    
        def chatting(self , conn) :
            # 聊天处理函数
            print("enter function >>>>>> %s" % sys._getframe().f_code.co_name)
            try :
                while True :
                    data = conn.recv(self.bufsize).decode("utf8")   # 接受客户端发送的信息并进行转码
                    print("server receive data %s" %data)
                    if data.strip().lower() == "bye" :
                        # 判断是否结束聊天
                        break
                    conn.send(("[%s] %s" %(ctime() , data)).encode("utf8")) # 服务端发送信息到客户端，已bytes数组格式发送
            except InterruptedError as e :
                pass
            except EOFError as e :
                pass
            except Exception as e :
                pass
            finally :
                print("close connection")
                conn.close()    # 断开当前tcp连接
    
        def tcpClose(self):
            print("enter function >>>>>> %s" % sys._getframe().f_code.co_name)
            self.tcpServer.close()
    
    def main() :
        host = "localhost"
        port = 1234
        testChat = TCPServer(host , port)
        testChat.getTcpConnection()
        testChat.waitingConnection()
    
    if __name__ == "__main__" :
        main()

**3、socket客户端开发**

socket客户端代码开发不用实现多线程，每个客户端即为一个线程，客户端只需要与服务端建立连接即可与服务端进行通信，与服务端建立连接的函数为connect，其参数与socket服务端bind函数参数相同，即为（主机、端口），连接建立后即可进行通信。服务端代码实现如下：

#coding:utf-8
    """
        Created by cheng star at 2018/4/27 19:41
        @email : xxcheng0708@163.com
    """
    import socket
    import sys
    
    class TcpClient() :
        def __init__(self , host , port):
            print("enter function >>>>>> %s" %sys._getframe().f_code.co_name)
            self.host = host
            self.port = port
            self.bufsize = 1024
            self.addr = (self.host , self.port)
    
        def getTcpConnection(self):
            print("enter function >>>>>> %s" % sys._getframe().f_code.co_name)
            self.tcpClient = socket.socket(socket.AF_INET , socket.SOCK_STREAM)    # socket.SOCK_STREAM 建立TCP连接
            self.tcpClient.connect(self.addr)    # 通过执行主机地址和端口号与服务端建立连接
    
        def chatting(self):
            print("enter function >>>>>> %s" % sys._getframe().f_code.co_name)
            while True :
                data = input("> ").encode("utf8")
                if data.decode("utf8").strip().lower() == "bye" :
                    break
                print(data)
                self.tcpClient.send(data)    # 发送信息到服务端
    
                recvData = self.tcpClient.recv(self.bufsize)    # 接受服务端的信息
                if recvData.decode("utf8").strip().lower() == "bye" :
                    break
                print(recvData.decode("utf8"))
    
            self.tcpClient.close()    # 关闭客户端连接
    
    def main() :
        host = "localhost"
        port = 1234
        tc = TcpClient(host , port)
        tc.getTcpConnection()
        tc.chatting()
    
    if __name__ == "__main__" :
        main()

基于上述代码，首先运行服务端进行监听，然后分别启动三个客户端程序与客户端通信，三个客户端分别发送hello java，hello python，hello javascript字符串，服务端响应结果如下所示：

![20180427210629544][]

以上分别简述了python threading模块多线程编程的常用方法及简单示例，并结合python socket网络编程实现多线程和网络编程的示例。

以上仅代表个人观点，谢谢！

**参考文献：Python核心编程(中文第二版) Wesley J.Chun 著 CPUG 译**

[20180427210629544]: /images/20220526/ae55c5ea099743469c92a8952bc53cf0.png