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Python网络编程(socket,socketserver)

使用 socket 套接字

构造函数的原型如下:

socket(self, family, type, proto)

  • family(默认是IPv4)
    • socket.AF_INET : IPv4 (默认)
    • socket.AF_INET : IPv6
    • socket.AF_UNIX : 只能用于单一的Unix系进程间通信
  • type 类型(默认是TCP)
    • socket.SOCK_STREAM 流式socket, (TCP)
    • socket.SOCK_DGRAM 数据报式socket, (UDP)
    • socket.SOCK_RAW 原始套接字 (不知道是啥,不常用)
    • socket.SOCK_RDM 可靠UDP形式
    • socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包

相关函数

搬运自 菜鸟教程

服务器端套接字

方法 描述
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

客户端套接字

方法 描述
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

公共用途的套接字函数

方法 描述
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.recvfrom() 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.close() 关闭套接字
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

实例

最简单的TCP通信:

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# Socket 服务器端

import socket

sk = socket.socket() # 创建socket对象
ip_port = ('127.0.0.1', 8888)
sk.bind(ip_port) # 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。

sk.listen(5) # 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。
print("正在接受数据 。。。")

# Wait for an incoming connection. Return a new socket
# representing the connection, and the address of the client.
# For IP sockets, the address info is a pair (hostaddr, port).
# 等待即将到来的连接,返回两个参数,一个代表连接,一个代表地址。ip套接字的地址形式是(ip,port)的元组
conn, address = sk.accept() # 被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来

msg = "连接成功!" # 准备一条信息

# python3 网络数据的发送和接受都是byte类型,发送前需要编码
conn.send(msg.encode())
# 关闭连接
conn.close()
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# Socket 客户端

import socket

client = socket.socket()

# ip和port需要和服务器一致
ip_port = ('127.0.0.1', 8888)

# 连接服务器
client.connect(ip_port)

# 接受消息
data = client.recv(1024)
# python3 需要用bytes解码
print(data.decode())

改进版,客户端可以发送多个消息,但是多个客户端会阻塞。

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# Socket 服务器端

import socket
import random

sk = socket.socket() # 创建socket对象
ip_port = ('127.0.0.1', 8888)
sk.bind(ip_port) # 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。

sk.listen(5) # 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。
while True:
print("正在接受数据 。。。")

conn, address = sk.accept()
msg = "连接成功!"
conn.send(msg.encode()) # 发送第一次的连接成功信息

while True:
# 服务器接受一个信息,发送两个信息
data = conn.recv(1024) # 之后不断接受客户端发来的信息
print(data.decode())

conn.send(data) # 再给客户端返回两个数据
conn.send(str(random.randint(1,10000)).encode())

if data == b"exit": # 如果data为exit,则退出当前连接,开始等待下一次的连接
break;
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# Socket 客户端

import socket

client = socket.socket()

# ip和port需要和服务器一致
ip_port = ('127.0.0.1', 8888)
# 连接服务器
client.connect(ip_port)

# 接受消息
data = client.recv(1024)
# python3 需要用bytes解码
print(data.decode())

# 注意:服务器接受一个信息,发送两个信息。此处要发送一个信息,接受两个信息
while True:
data = input("请输入待发送的消息,exit退出: ")
client.send(data.encode())

print(client.recv(1024).decode())
print(client.recv(1024).decode())

if data == "exit":
break # 客户端退出循环,即退出程序

client.close()

## 这个程序只能同时连接一个客户端,其他的连接全部被阻塞,只能等待之前的结束,后面的才能运行

使用UDP,UDP不会阻塞。服务器不区分各个客户端。因此可以跑多个客户端

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# 使用udp的socket服务器
import socket

## udp 的套接字
sk = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
ip_port = ('127.0.0.1', 8888)
sk.bind(ip_port)

while True:
data = sk.recv(1024)
print(data.decode())
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# udp 客户端
import socket

## udp 的socket
client = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_DGRAM)
ip_port = ('127.0.0.1', 8888)
while True:
datastr = input("请输入待发送的信息: ")

if datastr == "exit":
break;
client.sendto(datastr.encode(), ip_port)

client.close()

## udp 可以同时跑多个客户端,服务器不区分客户端

使用socketserver实现多线程

需要创建一个类,继承自 socketserver.BaseRequestHandler ,该类已经实现了多线程。只需要重写handle()方法即可。
创建server对象:

server = socketserver.ThreadingTCPServer(ip_port, MyServer)

开启服务:

server.serve_forever()

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# 使用socketserver实现非阻塞的TCPserver(多线程)

import socketserver
import random

## 使用类的继承


class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
# 重写父类的以下三个方法,父类已经实现了多线程
# setup==> handle ==> finish
# setup和finish 如果报错,依然会执行
# handle报错,则会跳过handle()
# 常见的只需要在handle中定义逻辑即可

def setup(self):
pass

def handle(self):
# 来自客户端的请求,有点像 httpServletRequest
conn = self.request
conn.send("连接成功!".encode())

while True:
data = conn.recv(1024)
print(data.decode())

if data == b'exit':
break; # 跳出内循环,终止本次连接

## 和之前一样,发送两个数据
conn.send(data)
conn.send(str(random.randint(1, 1000)).encode())
conn.close()

def finish(self):
pass


if __name__ == "__main__":
## 实现了多线程
server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8888), MyServer)
server.serve_forever()

感谢慕课网的详细的讲解 python运维-Socket网络编程