Python中socket模块的使用方法（一）

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socket（中文名称：套接字）是应用层与传输层(TCP/UDP协议)的接口。是对TCP/IP的封装。是操作系统的通信机制。应用程序通过socket进行网络数据的传输。Python中的socket是我们常用的模块，当然还有socketserver模块（对socket模块的进一步封装）

socket 通信方式，常用的主要是两种

  • TCP
  • UDP

下面以一个例子来介绍Socket编程。服务端文件base_socket_server.py,客户端文件base_socket_clent.py。该例子主要介绍了socket的单连接最简单的用法，要深入使用。看后续文章

在使用socket模块进行编码之前我们先介绍一个socket的参数

  • family(地址簇)：

    1. socket.AF_INET IPv4(默认)
    2. socket.AF_INET6 IPv6
    3. socket.AF_UNIX用于单一的Unix系统进程间通信

  • type(类型)：

    1. socket.SOCK_STREAM 流式socket TCP协议（默认）
    2. socket.SOCK_DGRAM 数据报式socket UDP协议
    3. socket.SOCK_RAW 原始套接字
    4. socket.SOCK_RDM 可靠UDP
    5. socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连接数据包服务

1.socket最基本用法

服务端base_socket_server.py

# -*- coding: utf-8 -*-
# 导入socket模块
import socket


# 创建实例
# 默认AF_INET,SOCK_STREAM可以不填写
sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

# 定义绑定的ip和port
ip_port = ("127.0.0.1",8000)

#绑定监听
sk.bind(ip_port)

# 监听
sk.listen()

print("等待接受数据..........")
# 接受数据
sock,addr = sk.accept()

# 获取从客户端发过来的数据
# 一次获取1k的数据
# python3.x以上的版本。网络数据的发送接受都是byte类型。
# 如果发送的数据是str类型则需要进行编解码
data = sock.recv(1024)
str_data = data.decode("utf8")
print(str_data)

# 给客户端返回数据
msg = "服务端返回的数据："+str_data
sock.send(msg.encode())

# 主动关闭连接
sock.close()

这段代码的意思是开启一个socket服务，客户端发送过来消息后。经过服务端的处理后。再返回给客户端，然后断开连接。接下来看客户端的代码。

客户端base_socket_client.py


# -*- coding: utf-8 -*-
import socket


# 创建实例
# 默认AF_INET,SOCK_STREAM可以不填写
client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

# 定义绑定的ip和port
ip_port = ("127.0.0.1",8000)

#绑定监听
client.connect(ip_port)

# 给服务器发送数据

str = input("输入数据：")

client.send(str.encode("utf8"))

data = client.recv(1024)
print(data.decode())
client.close()

客户端的代码的意思是，开启连接，连接到指定端口，用户输入数据发送到服务端，然后接受服务端返回的数据。最后再关闭这个连接

运行结果如下：


image

image

2.客服端连续消息发送

上面两个文件最后都关闭了连接，我们怎么保持消息的连续发送呢？仅仅是不做关闭就可以了吗？即使我们注释掉base_socket_server.py文件里的st.close()。就会发现依旧是不可以的。我们怎么实现一次连接，就可以持续发送呢，我们可以在一次连接成功后做一个while true的循环，这样我们就可以持续发送消息了。下面是对代码的进一步改写。

服务端base_socket_server.py改写后的代码


# -*- coding: utf-8 -*-
# 导入socket模块
import socket

# 创建实例
# 默认AF_INET,SOCK_STREAM可以不填写
sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 定义绑定的ip和port
ip_port = ("127.0.0.1", 8000)

# 绑定监听
sk.bind(ip_port)

# 监听
sk.listen()

while True:
    print("等待接受数据..........")
    # 接受数据
    sock, addr = sk.accept()
    message = "连接成功"
    sock.send(message.encode("utf8"))

    while True:
        # 获取从客户端发过来的数据
        # 一次获取1k的数据
        # python3.x以上的版本。网络数据的发送接受都是byte类型。
        # 如果发送的数据是str类型则需要进行编解码
        data = sock.recv(1024)
        str_data = data.decode("utf8")
        print(str_data)

        if str_data == "exit":
            break

        # 给客户端返回数据
        msg = "服务端返回的数据：" + str_data
        sock.send(msg.encode("utf8"))

    # 主动关闭连接
    sock.close()

客户端base_socket_client.py改写后的代码


# -*- coding: utf-8 -*-
import socket

# 创建实例
# 默认AF_INET,SOCK_STREAM可以不填写
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 定义绑定的ip和port
ip_port = ("127.0.0.1", 8000)

# 绑定监听
client.connect(ip_port)

while True:
    # 接受消息
    data = client.recv(1024)
    print(data.decode("utf8"))
    # 给服务器发送数据
    input_str = input("输入数据：")

    client.send(input_str.encode("utf8"))

    if input_str == "exit":
        break

运行结果如下：


image

image

这样便实现了一个用户连续发送信息连接不断开的要求，即使这样当一个用户连接的时候，另一个用户是不能连接的。我们怎样才能进行多连接呢？这里我们就会用到多线程了，每一个用户连接开启一个线程。就能保证多用户同时连接了。

3. 多用户连接

上面也提到了，在实际应用中，我们需要多个用户连接的，我们可以通过开启线程的方式进行多用户连接

服务端middle_socket_server.py

# -*- coding: utf-8 -*-

# 导入socket、threading模块
import socket
import threading

# 创建实例
# 默认AF_INET,SOCK_STREAM可以不填写
sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 定义绑定的ip和port
ip_port = ("127.0.0.1", 8000)

# 绑定监听
sk.bind(ip_port)

# 监听
sk.listen()

# 定义线程执行函数

def handle_sock(sock,addr):
    message = "连接成功"
    sock.send(message.encode("utf8"))
    while True:
        # 获取从客户端发过来的数据
        # 一次获取1k的数据
        # python3.x以上的版本。网络数据的发送接受都是byte类型。
        # 如果发送的数据是str类型则需要进行编解码
        data = sock.recv(1024)
        str_data = data.decode("utf8")
        print(str_data)

        if str_data == "exit":
            break

        # 给客户端返回数据
        msg = "服务端返回的数据：" + str_data
        sock.send(msg.encode("utf8"))
    # 主动关闭连接
    sock.close()
while True:
    print("等待接受数据..........")
    # 接受数据
    sock, addr = sk.accept()
    client_thread = threading.Thread(target=handle_sock,args=(sock,addr))
    client_thread.start()

客户端middle_socket_client.py


# -*- coding: utf-8 -*-
import socket

# 创建实例
# 默认AF_INET,SOCK_STREAM可以不填写
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 定义绑定的ip和port
ip_port = ("127.0.0.1", 8000)

# 绑定监听
client.connect(ip_port)

while True:
    # 接受消息
    data = client.recv(1024)
    print(data.decode("utf8"))
    # 给服务器发送数据
    input_str = input("输入数据：")

    client.send(input_str.encode("utf8"))

    if input_str == "exit":
        break

运行结果如下：


image

image

image

提到多连接我们不得不提另一个模块socketserver。

4.socketserver模块的使用

socketserver模块是对socket的封装。它也可以进行用户的多连接（其内部实现源码也使用了threading模块）。使用起来更加方便。
服务端socketserver_socket_server.py


# -*- coding: utf-8 -*-
# 导入模块
from socketserver import BaseRequestHandler,ThreadingTCPServer


# 定义类
class MyServer(BaseRequestHandler):
    # 重写handle方法
    def handle(self):
        # 定义连接对象
        conn = self.request

        message = "连接成功"
        conn.send(message.encode())


        while True:
            # 接受客户端消息
            data = conn.recv(1024)
            # 打印接受的消息
            print(data.decode("utf8"))

            #如果接受到exit的消息，则进行循环的退出

            if data == b'exit':
                break

            conn.send(data)
        conn.close()



if __name__ == "__main__":

    # 创建多线程实例

    server = ThreadingTCPServer(("127.0.0.1",8000),MyServer)

    # 开启socketserver异步多线程

    server.serve_forever()

客户端base_socket_client.py


# -*- coding: utf-8 -*-
import socket

# 创建实例
# 默认AF_INET,SOCK_STREAM可以不填写
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 定义绑定的ip和port
ip_port = ("127.0.0.1", 8000)

# 绑定监听
client.connect(ip_port)

while True:
    # 接受消息
    data = client.recv(1024)
    print(data.decode("utf8"))
    # 给服务器发送数据
    input_str = input("输入数据：")

    client.send(input_str.encode("utf8"))

    if input_str == "exit":
        break

运行结果如下：

image

image

image
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