Python网络编程之Socket通信简单实现（文末赠书）

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-08-28 14:43 146阅读 0赞

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Socket是一个TCP/IP网络通讯的抽象层，提供一系列的数据交互操作接口，这样开发者可以不再关注于具体的协议处理细节，从而快速的让自己的程序实现网络数据交互。

简单来说，程序进程之间需要通过socket进行通信，它类似于一个插件，所有进程必须进行关联才能工作。只要是与网络相关的应用程序，都必须使用socket。

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Python的Socket编程中一般分为TCP和UDP两种通讯协议，而socket是基于C/S架构的，所以socket网络编程，需要编写客户端程序和服务端程序。

### TCP通信流程 ###

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**客户端流程**

1.  初始化socket()
2.  使用ip和端口号connect()连接服务器
3.  使用recv()接收数据，send()发送数据与服务器进行交互
4.  关闭socket()

**服务端流程**

1.  初始化socket()
2.  使用bind()绑定ip和端口号
3.  使用listen()监听消息
4.  获取客户端的套接字地址accept()
5.  使用recv()接收数据，send()发送数据与客户端进行交互
6.  关闭socket()

**在Python中使用socket.socket类即可实现TCP程序开发**`socket.socket(AddressFamily, Type)`

**参数说明:**

*  AddressFamily 表示IP地址类型, 分为TPv4和IPv6
 *  Type 表示传输协议类型

**常用方法如下：**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>函数</strong></th> 
   <th><strong>描述</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>socket()</td> 
   <td>获取socket类对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>bind((hostname, port))</td> 
   <td>在指定主机的端口绑定监听</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>listen()</td> 
   <td>在绑定端口上开启监听，参数表示最大等待建立连接的个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>accept()</td> 
   <td>等待客户端连接，连接后返回客户端地址</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>send(data)</td> 
   <td>发送数据，data 是二进制数据</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>recv(buffer)</td> 
   <td>表示接收数据, buffersize 是每次接收数据的长度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>close()</td> 
   <td>关闭套接字连接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>connect((hostname, port))</td> 
   <td>设置要连接的主机名称与端口号</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 使用Python实现TCP通信代码： ###

**服务器端：**

import socket
    # 创建一个socket对象，默认TCP套接字
    s = socket.socket()
    # 绑定端口
    s.bind(('127.0.0.1',9006))
    # 监听端口
    s.listen(5)
    print("正在连接中……")
    
    # 建立连接之后，持续等待连接
    while 1:
        # 阻塞等待连接
        sock,addr = s.accept()
        print(sock,addr)
        # 一直保持发送和接收数据的状态
        while 1:
            text = sock.recv(1024)
            # 客户端发送的数据为空的无效数据
            if len(text.strip()) == 0:
                print("服务端接收到客户端的数据为空")
            else:
                print("收到客户端发送的数据为：{}".format(text.decode()))
                content = input("请输入发送给客户端的信息：")
                # 返回服务端发送的信息
                sock.send(content.encode())
    
        sock.close()

**客户端：**

import socket
    # 创建一个socket对象
    s1 = socket.socket()
    s1.connect(('127.0.0.1', 9006))
    # 不断发送和接收数据
    while 1:
        send_data = input("客户端要发送的信息：")
        # socket传递的都是bytes类型的数据,需要转换一下
        s1.send(send_data.encode())
        # 接收数据，最大字节数1024,对返回的二进制数据进行解码
        text = s1.recv(1024).decode()
        print("服务端发送的数据：{}".format(text))
        print("------------------------------")

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> 因为网络通信需要通过ip地址找到网络中的设备，通过端口号找到对应进程的端口，所以客户端ip端口必须和客户端ip端口保持一致。
> 
> 当客户端和服务端建立连接后，退出程序后端口号不会立即释放，需要等待大概1-2分钟。可以通过设置端口复用解决（`tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)`）

上面的代码实现了TCP服务端程序只能服务于一个客户端，如果服务端程序要和多个客户端通信，则可以使用多线程或者`socketserver`模块，socketserver是socket的再封装，从而简化socket网络编程的方法。

更多关于python socket的使用，可以查看官方文档学习：

https://docs.python.org/zh-cn/3/library/socketserver.html\#module-socketserver

https://docs.python.org/zh-cn/3/library/socket.html

https://docs.python.org/zh-cn/3/howto/sockets.html

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