Python高级知识点学习（七）

HTTP、Socket、TCP概念

socket属于常用的http协议之下的让我们可以使用tcp/ip协议的一个接口。

socket编程

image.png

socket编程的模式其实是非常固定的。

上图：

左侧server端
右侧client端

server必须是随时处于一个监听的状态和服务的状态，因为不知道客户端什么时候会发送来请求。

绑定协议、地址、端口。

每一个应用程序只能占用一个端口，服务器a到服务器b发数据时，数据是不知道是由哪个应用程序接受的，这时候就需要端口机制，每一个应用程序提供一个端口。

socket连接后，只要不关闭连接，服务端可以一直给客户端发送请求，但是在http中，只完成一次发送数据就停止了。
编写测试代码：
新建文件sever.py

import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 绑定ip 端口
server.bind(('0.0.0.0', 8000))
# 监听
server.listen()
sock, addr = server.accept()

# 接受client端发来的数据
data = sock.recv(1024)
# 打印数据
print(data.decode('utf8'))
# 给client发数据
sock.send("hello".encode("utf8"))
# 关闭
server.close()
sock.close()

新建文件client.py

import socket

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

client.connect(('127.0.0.1', 8000))
# 给server端发数据
client.send("allen".encode("utf-8"))
# 接受server端发来的数据
data = client.recv(1024)
# 打印数据
print(data.decode('utf8'))
# 关闭
client.close()

首先运行server.py，再运行client.py，观察打印结果，可以看到，数据发送接收已经是实现。

socket实现简单聊天

要实现双向交流，肯定不能做close操作，改为一直while循环，
代码：
修改srever.py

import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(("0.0.0.0", 8000))
server.listen()
sock, addr = server.accept()

while True:
    # 接受client端发来的数据

    data = sock.recv(1024)
    # 打印数据
    print(data.decode('utf8'))

    re_data = input()
    # 给client发数据
    sock.send(re_data.encode("utf8"))

修改client.py:

import socket

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

client.connect(('127.0.0.1', 8000))
while True:
    # 输入消息
    re_data = input()
    client.send(re_data.encode("utf8"))
    # 接受client端发来的数据
    data = client.recv(1024)
    # 打印数据
    print(data.decode('utf8'))

运行server.py ，再运行client.py，在client.py中输入要发送的文字，在server.py中观察接收到的文字，再在server.py中发送文字，在client.py中查看。

以上就是实现了最初级的基本聊天过程。
如果要在网页上做一个聊天模块，一般都是需要用web socket来实现。

socket多用户聊天

所谓多用户聊天，其实平时我们也经常遇到。
假如你是一位线上客服人员，你需要接待的人员可能同时有多位，当你和A用户聊天时，并不妨碍和B用户C用户给你发消息，而你回消息，回给A用户的消息只有A用户可以看到，B用户是看不到的，接着看如何实现这种功能。
首先client.py的代码不用改动，只需修改server.py:

import socket
import threading

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('0.0.0.0', 8000))
server.listen()


def handle_sock(sock, addr):
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        print(data.decode("utf8"))
        re_data = input()
        sock.send(re_data.encode("utf8"))

while True:
    sock, addr = server.accept()
    #用线程去处理新接收的连接(用户)
    client_thread = threading.Thread(target=handle_sock, args=(sock, addr))
    client_thread.start()

上边代码把接受处理逻辑放到了线程中，每一个线程存放一个不同的socket，主线程来查看有哪些线程进入。
运行server.py，再运行多个client.py，client.py给server发消息，测试可发现可实现上边的客服功能。

注：真正客服系统要比这个复杂得多，以上代码仅供测试。

socket模拟http请求

我们平常所用到的requests包，是基于 urllib，urllib实际上是基于socket上来完成的。
requests - urlib - socket
如何通过socket去完成类似urllib中http请求呢？

http请求无非就是在tcp协议之上加了一些协议，只要按照这个协议发，就会返回数据。
看代码：

import socket
from urllib.parse import urlparse

def request_demo(url):
    # url拆分
    url = urlparse(url)
    host = url.netloc
    path = url.path
    if path == "":
        path = "/"

    # 建立socket连接
    client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    client.connect((host, 80)) 
    client.send("GET {} HTTP/1.1\r\nHost:{}\r\nConnection:close\r\n\r\n".format(path, host).encode("utf8"))

    data = b""
    # 每次读取1024大小，循环知道读取完毕
    while True:
        d = client.recv(1024)
        if d:
            data += d
        else:
            break

    data = data.decode("utf8")
    print(data)
    client.close()


if __name__ == "__main__":
    url = 'http://www.baidu.com'
    request_demo(url)

运行结果包含两部分：
第一部分request header
第二部分html源码

建立连接的过程是比较费时的，一般在使用socket编程都是为了解决长连接的问题，而不是说每发送一个请求数据返回就把它关掉。

很多时候我们需要一个交互的过程，这时候socket就派上用场了，有了socket后我们的代码灵活性高，它完全可以让我们将整个过程变得可以操控。