python socket编程

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  Socket(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。服务器端：socket()建立套接字，绑定（bind）并监听（listen），用accept（）等待客户端连接。将accept()写入死循环，每次连接一个客户端，开一个线程。一般情况下建立socket连接后服务器与客户端建立了一个管道，当关闭socket或关闭客户端的时候，会导致管道破裂信号。如果使用默认处理则会导致服务器程序退出。

0. socket函数
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socket.socket(family, type, protocol)

参数：

  • family: 套接字python家族支持AF_UNIX、AF_INET、AF_NETLINK和AF_INET
  • type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM，其中SOCK_STREAM是tcp类型的，SOCK_DGRAM是udp类型的
  • protocol: 一般不填默认为0.
1. 简单的样例通信样例
1.1 TCP服务端

TCP是面向连接的，可靠的流协议。流就是不间断的数据结构

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# for python3.X
import socket
s=socket.socket()
host=socket.gethostname()  #获取主机地址,xiangdangyu
port=1234 #有效端口号是0-65535，低于1024的端口号是系统保留的
s.bind((host,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
s.listen(5) #开始TCP监听，操作系统可以挂起的最大连接数量；至少为1，一般设置成5即可
while True:
	c,addr=s.accept() #被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
	print ("Go",addr)
	c.send(('Thank you for connecting').encode()) #发送TCP数据，将string中的数据发送到连接的套接字
	c.close() #关闭套接字

  由于Python2.x和Python3.x的区别，socket通信在3.x版本中需要适应encode()和decode()编解码,而python3.x最重要的新特性也是对文本和二进制数据做了更清晰的区分。文本用unicode编码，为str类型，二进制数据则为bytes类型。encode（编码),可以将str类型编码为bytes。decode（译码），可以将bytes类型转换为str类型。
  注意：如果不添加encode()和decode()就会报Socket TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'的错误，因此在发送的时候记得将数据encode()，接收的时候将数据decode()

1.2 TCP客户端
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import socket
s=socket.socket()
host=socket.gethostname()
port=1234

s.connect((host,port))
data=s.recv(1024).decode() #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。
print (s.recv(1024).decode())
1.3 UDP服务端

  UDP是一种无连接的，不具有可靠性的数据报文协议
这个是插入时间戳的例子，同理这个还可以在tcp的socket实现，各位看官自己实现吧

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# for python3.X
from socket import *
from time import ctime

host = 'localhost'
port = 12345
buffersize = 1024
addr=(host, port)
udpSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
udpSocket.bind(addr)
while True:
    print('waiting for message...')
    data, addr = udpSocket.recvfrom(buffersize)
    data = data.decode()
    udpSocket.sendto(('[%s] %s' % (ctime(), data)).encode(), addr)
    print('...received form and return to:', addr)

udpSocket.close()
1.4 UDP客户端
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from socket import *
from time import ctime
host='localhost'
port=12345
buffersize=1024
addr=(host, port)
udpClient=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
while True:
    data = input('>')
    if not data:
        break
    udpClient.sendto(data.encode(), addr) #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。
    data,addr=udpClient.recvfrom(buffersize)
    data = data.decode()
    if not data:
        break
    print(data)
udpClient.close()

  综上所述，可以得到这样的结论: socket通信，服务器端 要开启一个对应udp或者tcp的scoket，在这个socket里面指定通信的端口的地址；udp服务器的socket这样起，udpScoket=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM); 然后在udpSocket里面调用bind()方法绑定通信的地址addr=(host, port)，也就是udpSocket.bind(addr)；然后在开启一个循环通过recvfrom()方法接收udp数据，data, addr = udpSocket.recvfrom(buffersize)，发送出去的话就利用sendto()方法，udpSocket.sendto(('[%s] %s' % (ctime(), data)).encode(), addr)。tcp的socket相对于udp的socket是一种可靠的传输，在起socket的时候不同于udp的主要有两点，一是利用SOCK_STREAM，二是tcp的通信需要在一段时间内监听通信端口是否有数据发来，这是tcp协议所特有的。客户端 服务器端开启了socket服务之后，socket客户端需要对应服务器开启一个对应的socket客户端：tcp开udpClient=socket(AF_INET, SOCK_STREAM)，然后让这个客户端的socket连接到服务器的socket；也就是tcpClient.connect(ADDR)' 这里ADDR=(host, port)udpClient=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)这样客户端就和服务器连接起来了；客户端样用recv()方法接收服务器的数据；用send()方法将数据发送到服务器。udp客户同tcp的方法一样，跟对应模式的socket`方法一直，端口对端口，地址对地址。

2、socketserver模块

  socketserver是标准库中的一个高级模块，用于网络客户端与服务器的实现，模块定义了一些类来处理诸如TCP、UDP、UNIX流和UNIX数据报之上的同步网络请求。；python3中，导入socketserver模块, 使用import socketserver. 在使用socketserver的时候必须说先定义一个继承BaseRequestHandler的处理类。

socketserver 模块中包含的类：

  • BaseServer  包含服务器的核心功能与混合类(min-in)的钩子功能.这个类主用于派生,不要直接生成这个类的类对象,可以考虑使用;
  • TCPServer/UDPServer  TCPServer基本的网络同步tcp服务器/UDPServer 基本的网络同步udp服务器;
  • ForkingMinIn  实现了核心的进程化功能,用于与服务器类进行混合(min-in),以提供一些异步特性.不要直接生成这个类的对象;
  • ThreadingMinIn 实现了核心的线程化功能,用于与服务器类进行混合(min-in),以提供一些异步特性,不要直接生成这个类的对象;
  • ForkingTCPServer/ForkingUDPServer  ForkingMinIn与TCPServer的组合/ForkingMinIn 与 UDPServer的组合;
  • BaseRequestHandler  无法创建这个类的实例，可以使用 StreamRequestHandler 和 DataStreamRequestHandler 创建类的实例；
  • StreamRequestHandler/DataStreamRequestHandler  tcp请求处理类的一个实现/udp请求处理类的一个实现;
socket线程池
附表

socket属性模块

服务器端套接字*通用函数

函数名 函数名
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
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() 函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常

  

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