Python3 Socket网络编程

小咪咪 2023-10-09 10:58 44阅读 0赞

Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

socket起源于UNIX，在Unix一切皆文件哲学的思想下，socket是一种"打开—读/写—关闭"模式的实现，服务器和客户端各自维护一个"文件"，在建立连接打开后，可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，通讯结束时关闭文件。socket的英文原义是“插槽”或“插座”，就像我们家里座机一样，如果没有网线的那个插口，电话是无法通信的。Socket是实现TCP，UDP协议的接口，便于使用TCP,UDP。

# 流程描述：
    # 
    # 1 服务器根据地址类型（ipv4,ipv6）、socket类型、协议创建socket
    # 
    # 2 服务器为socket绑定ip地址和端口号
    # 
    # 3 服务器socket监听端口号请求，随时准备接收客户端发来的连接，这时候服务器的socket并没有被打开
    # 
    # 4 客户端创建socket
    # 
    # 5 客户端打开socket，根据服务器ip地址和端口号试图连接服务器socket
    # 
    # 6 服务器socket接收到客户端socket请求，被动打开，开始接收客户端请求，直到客户端返回连接信息。这时候socket进入阻塞状态，
    #   所谓阻塞即accept()方法一直等到客户端返回连接信息后才返回，开始接收下一个客户端连接请求
    # 
    # 7 客户端连接成功，向服务器发送连接状态信息
    # 
    # 8 服务器accept方法返回，连接成功
    # 
    # 9 客户端向socket写入信息(或服务端向socket写入信息)
    # 
    # 10 服务器读取信息(客户端读取信息)
    # 
    # 11 客户端关闭
    # 
    # 12 服务器端关闭

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### Socket 对象(内建)方法 ###

服务器端
    
    s.bind()     
    # 绑定地址（host,port）到套接字， 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址。
    s.listen()     
    # 开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了。
    s.accept()     
    # 被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
    
    
    客户端
    
    s.connect()     
    # 主动初始化TCP服务器连接，。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。
    s.connect_ex()     
    # connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
    
    
    公共用途的函数
    
    s.recv()     
    # 接收TCP数据，数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
    s.send()     
    # 发送TCP数据，将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。
    s.sendall()     
    # 完整发送TCP数据，完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。
    s.close()
    # 关闭套接字
    
    
    s.recvform()     
    # 接收UDP数据，与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
    s.sendto()     
    # 发送UDP数据，将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。
    s.getpeername()     
    # 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
    s.getsockname()     
    # 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
    s.setsockopt(level,optname,value)     
    # 设置给定套接字选项的值。
    s.getsockopt(level,optname[.buflen])      
    # 返回套接字选项的值。
    s.settimeout(timeout)     
    # 设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()）
    s.gettimeout()     
    # 返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。
    s.fileno()     
    # 返回套接字的文件描述符。
    s.setblocking(flag)     
    # 如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。
    s.makefile()     
    # 创建一个与该套接字相关连的文件

## 简单实例 ##

### 服务端 ###

我们使用 socket 模块的 socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。

现在我们可以通过调用 **bind(hostname, port)** 函数来指定服务的 *port(端口)*。

接着，我们调用 socket 对象的 *accept* 方法。该方法等待客户端的连接，并返回 *connection* 对象，表示已连接到客户端。

服务端（server.py）完整代码如下：

#!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    """
    @Time: 2018/5/5 21:45   
    @Author: Jun Hong
    """
    
    import socket  # 导入socket模块
    
    sk = socket.socket()  # 创建socket对象
    sk.bind(('127.0.0.1', 9999))  # 绑定端口,"127.0.0.1"代表本机地址，9999为设置链接的端口地址
    sk.listen(5)  # 设置监听，最多可有5个客户端进行排队
    conn, addr = sk.accept()  # 阻塞状态，被动等待客户端的连接
    print(conn)  # conn可以理解客户端的socket对象
    print(addr)  # addr为客户端的端口地址
    accept_data = conn.recv(1024)  # conn.recv()接收客户端的内容，接收到的是bytes类型数据
    accept_data2 = str(accept_data, encoding='utf-8')  # 用"utf-8"进行解码
    print(''.join(("接收内容：", accept_data2, "客户端口：", str(addr[1]))))
    send_data = input('输入发送内容：')
    conn.sendall(bytes(send_data, encoding='utf-8'))  # 发送内容必须为bytes类型数据，bytes(data,encoding='utf-8')用"utf8"格式进行编码
    conn.close()

### 客户端 ###

接下来我们写一个简单的客户端实例连接到以上创建的服务。端口号为 8888。

**socket.connect(hosname, port )** 方法打开一个 TCP 连接到主机为 *“127.0.0.1”* 端口为 *port* 的服务商。连接后我们就可以从服务端后期数据，记住，操作完成后需要关闭连接。

客户端（client.py）完整代码如下：

#!/usr/bin/env python
    # -*- coding:utf-8 -*-
    """
    @Time: 2018/5/5 22:08   
    @Author: Jun Hong
    """
    
    import socket
    
    sk = socket.socket()
    sk.connect(('127.0.0.1', 9999))  # 主动初始化与服务器端的连接
    send_data = input('输入发送内容：')
    sk.sendall(bytes(send_data, encoding='utf-8'))
    accept_data = sk.recv(1024)
    print(str(accept_data, encoding='utf-8'))
    sk.close()

以上只是实现了服务端一次的接收和发送，下面我们进行升级可以一直进行通讯：

### 服务端 ###

服务器端（server1.py）完整代码如下:

import socket
    
    sk = socket.socket()
    sk.bind(('127.0.0.1', 9988))
    sk.listen(5)
    while True:
        conn, addr = sk.accept()
        while True:
            accept_data = str(conn.recv(1024), encoding='utf-8')
            print(''.join(['接收内容：', accept_data, '客户端口：', str(addr[1])]))
            if accept_data == 'byebye':  # 如果接收到“byebye”则跳出循环结束和第一个客户端的通讯，开始与下一个客户端进行通讯
                break
            send_data = input("输入发送内容：")
            conn.sendall(bytes(send_data, encoding='utf-8'))
        conn.close()        # 跳出循环时结束通讯

### 客户端 ###

客户端（client1.py）完整代码如下:

import socket
    
    sk = socket.socket()
    sk.connect(('127.0.0.1',9988))      # 主动初始化与服务器端的连接
    while True:
        send_data = input('输入发送内容：')
        sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf8'))
        if send_data == 'byebye':
            break
        accept_data = str(sk.recv(1024),encoding='utf8')
        print(''.join(('接收内容：',accept_data)))
    sk.close()

以上简单实例中，客户端必须排队与服务端进行通讯，只有当前一个客户断与服务端通讯完毕后才能与服务断进行通讯，那么有没有方法能让多个客户端同时与服务端进行通讯呢？那么就要用到socketserver模块了：

## 简单并发实例 ##

### 服务端 ###

import socketserver  # 导入socketserver模块
    
    
    class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):  # 创建一个类，继承自socketserver模块下的BaseRequestHandler类
        def handle(self):  # 要想实现并发效果必须重写父类中的handler方法，在此方法中实现服务端的逻辑代码（不用再写连接准备，包括bind()、listen()、accept()方法）
            while 1:
                conn = self.request
                addr = self.client_address
                # 上面两行代码，等于conn，addr = socket.accept(),只不过在socketserver模块中已经替我们包装好了，还替我们包装了包括bind()、listen()、accept()方法
                while 1:
                    accept_data = str(conn.recv(1024), encoding='utf8')
                    print(accept_data)
                    if accept_data == "byebye":
                        break
                    send_data = bytes(input('>>>>>'), encoding='utf8')
                    conn.sendall(send_data)
                conn.close()
    
    
    if __name__ == '__main__':
        # 传入端口地址和我们新建的继承自socketserver模块下的BaseRequestHandler类  实例化对象
        sever = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 9977), MyServer)
        sever.serve_forever()  # 通过调用对象的serve_forever()方法来激活服务器

### 客户端 ###

import socket
    
    sk = socket.socket()
    sk.connect(('127.0.0.1', 9977))  # 主动初始化与服务器端的连接
    while True:
        send_data = input('输入发送内容：')
        sk.sendall(bytes(send_data, encoding='utf8'))
        if send_data == 'byebye':
            break
        accept_data = str(sk.recv(1024), encoding='utf8')
        print(''.join(('接收内容：', accept_data)))
    sk.close()

转载于:https://www.cnblogs.com/Black-rainbow/p/8996728.html

[1353628-20180505231954345-535140928.png]: https://images2018.cnblogs.com/blog/1353628/201805/1353628-20180505231954345-535140928.png