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1.Socket编程介绍
- socket是基于C/S架构的，也就是说进行socket网络编程时，通常需要两个文件，一个是服务端，一个客户端
- 首先导入socket模块：import socket
-
python中socket通信逻辑如下图所示：
socket网络编程.png - python中，使用socket.socket()方法来创建套接字，sk = socket.socket([family[, type[, proto]]])
- family: 套接字家族，可以使AF_UNIX或者AF_INET。
- type: 套接字类型，根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM，也就是TCP和UDP的区别
-
protocol: 一般不填默认为0
socket具体参数.png
服务端和客户端方法.png
公共方法.png
- 注意：
- a.Python3以后，socket传递的都是bytes类型的数据，字符串需要先转换一下，string.encode()即可；另一端接收到的bytes数据想转换成字符串，只要bytes.decode()一下就可以。
- b.在正常通信时，accept()和recv()方法都是阻塞的。所谓的阻塞，指的是程序会暂停在那，一直等到有数据过来。
2.Socket编程思路
- 服务端：
- a.创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口：socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.bind()
- b.开始监听连接：s.listen()
- c.进入循环，不断接受客户端的连接请求：s.accept()
- d.接收传来的数据，或者发送数据给对方：s.recv() , s.sendall()
- e.传输完毕后，关闭套接字：s.close()
- 客户端：
- a.创建套接字，连接服务器地址：socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.connect()
- b.连接后发送数据和接收数据：s.sendall(), s.recv()
- c.传输完毕后，关闭套接字：s.close()
- 注意：Python的socket编程，通常可分为TCP和UDP编程两种，前者是带连接的可靠传输服务，每次通信都要握手，结束传输也要挥手，数据会被检验，是使用最广的通用模式；后者是不带连接的传输服务，简单粗暴，不加控制和检查的一股脑将数据发送出去的方式，但是传输速度快，通常用于安全和可靠等级不高的业务场景，比如文件下载。
3.TCP编程
- 服务端程序，服务端先运行，程序如下：
import socket
# TCP编程
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
sk = socket.socket() # 创建socket对象
sk.bind(ip_port) # 为对象绑定ip地址和端口
sk.listen(5) # 监听设置的端口，等待客户端的请求
print("启动socket服务，等待客户端连接...")
conn, address = sk.accept() # 等待连接，此处自动阻塞
while True:
client_data = conn.recv(1024).decode() # 接收的数据是bytes数据，转成string类型
if client_data == 'exit': # 判断是否退出连接
exit("通信结束")
print("来自%s的客户端向发来信息：%s" % (address, client_data))
conn.sendall("服务端已经收到你的信息".encode()) # 对客户端给出确认
conn.close() # 关闭连接
- 客户端程序，客户端程序后运行，程序如下：
import socket
# TCP编程
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
s = socket.socket() # 创建socket对象
s.connect(ip_port) # 连接服务端
while True: # 通过一个死循环不断接收用户输入，并发送给服务器
inp = input("请输入你想要发送的一个信息: ").strip()
if not inp: # 防止输入空的信息，导致异常退出
continue
s.sendall(inp.encode()) # socket传递的都是bytes类型的数据，字符串先encode转成bytes类型
if inp == "exit":
print("通信结束!")
break
server_reply = s.recv(1024).decode() # decode()是将bytes类型转成string类型
print(server_reply)
s.close() # 关闭连接
4.上面TCP编程例子的不足
- 当服务端和客户端是一对一进行通信的情况下，工作是良好的。但是，如果有多个客户端同时连接同一个服务器时，结果可能不行。因为服务端无法同时对多个客户端提供服务。因为Python的socket模块，默认情况下创建的是单进程单线程，同时只能处理一个连接请求，如果实现多用户服务，那么需要使用多线程机制。
- 下面使用Python内置的threading模块，配合socket模块创建多线程服务端。客户端的代码不需要更改，可以继续使用。服务端的代码如下：
import threading
import socket
def link_handler(link, client):
"""
此函数是线程需要执行的函数，负责具体的服务器和客户端之间的通信工作
link: 当前线程处理的连接
client: 客户端ip和端口信息
"""
print("服务端开始接收来自[%s:%s]的请求..." % (client[0], client[1]))
while True:
client_data = link.recv(1024).decode()
if client_data == "exit":
print("结束与[%s:%s]的通信..." % (client[0], client[1]))
break
print("来自[%s:%s]的客户端向你发来信息：%s" % (client[0], client[1], client_data))
link.sendall('服务器已经收到你的信息'.encode())
link.close()
ip_port = ("127.0.0.1", 9999)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)
print("启动socket服务，等待客户端连接...")
while True: # 一个死循环，不断的接收的连接请求
conn, address = sk.accept() # 等待连接，此处自动阻塞
# 每当有新的连接过来，自动创建一个新的线程，
# 并将连接对象和访问者的ip信息作为参数传递给线程的执行函数
t = threading.Thread(target=link_handler, args=(conn, address))
t.start()
5.UDP编程
- 相对于TCP编程，UDP编程就简单很多。但是可靠性与安全性也差很多。由于UDP没有握手和挥手的过程，因此accept()和connect()都不需要，如下面的例子：
#######服务端#########
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, 0)
sk.bind(ip_port)
while True:
data = sk.recv(1024).strip().decode()
print(data)
if data == "exit":
print("客户端主动断开连接！")
break
sk.close()
#######客户端#########
import socket
ip_port = ("127.0.0.1", 9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, 0)
while True:
inp = input("发送的消息: ").strip()
sk.sendto(inp.encode(), ip_port)
if inp == "exit":
break
sk.close()
