Python3 Socket網路程式設計
阿新 • • 發佈：2019-02-06
Socket又稱"套接字"，應用程式通常通過"套接字"向網路發出請求或者應答網路請求，使主機間或者一臺計算機上的程序間可以通訊。
socket起源於UNIX，在Unix一切皆檔案哲學的思想下，socket是一種"開啟—讀/寫—關閉"模式的實現，伺服器和客戶端各自維護一個"檔案"，在建立連線開啟後，可以向自己檔案寫入內容供對方讀取或者讀取對方內容，通訊結束時關閉檔案。socket的英文原義是“插槽”或“插座”，就像我們家裡座機一樣，如果沒有網線的那個插口，電話是無法通訊的。Socket是實現TCP，UDP協議的介面，便於使用TCP,UDP。
# 流程描述： # # 1 伺服器根據地址型別（ipv4,ipv6）、socket型別、協議建立socket# # 2 伺服器為socket繫結ip地址和埠號 # # 3 伺服器socket監聽埠號請求，隨時準備接收客戶端發來的連線，這時候伺服器的socket並沒有被開啟 # # 4 客戶端建立socket # # 5 客戶端開啟socket，根據伺服器ip地址和埠號試圖連線伺服器socket # # 6 伺服器socket接收到客戶端socket請求，被動開啟，開始接收客戶端請求，直到客戶端返回連線資訊。這時候socket進入阻塞狀態， # 所謂阻塞即accept()方法一直等到客戶端返回連線資訊後才返回，開始接收下一個客戶端連線請求 # # 7 客戶端連線成功，向伺服器傳送連線狀態資訊# # 8 伺服器accept方法返回，連線成功 # # 9 客戶端向socket寫入資訊(或服務端向socket寫入資訊) # # 10 伺服器讀取資訊(客戶端讀取資訊) # # 11 客戶端關閉 # # 12 伺服器端關閉
socket內建方法
伺服器端 s.bind() # 繫結地址（host,port）到套接字， 在AF_INET下,以元組（host,port）的形式表示地址。 s.listen() # 開始TCP監聽。backlog指定在拒絕連線之前，作業系統可以掛起的最大連線數量。該值至少為1，大部分應用程式設為5就可以了。 s.accept()# 被動接受TCP客戶端連線,(阻塞式)等待連線的到來 客戶端 s.connect() # 主動初始化TCP伺服器連線，。一般address的格式為元組（hostname,port），如果連接出錯，返回socket.error錯誤。 s.connect_ex() # connect()函式的擴充套件版本,出錯時返回出錯碼,而不是丟擲異常 公共用途的函式 s.recv() # 接收TCP資料，資料以字串形式返回，bufsize指定要接收的最大資料量。flag提供有關訊息的其他資訊，通常可以忽略。 s.send() # 傳送TCP資料，將string中的資料傳送到連線的套接字。返回值是要傳送的位元組數量，該數量可能小於string的位元組大小。 s.sendall() # 完整發送TCP資料，完整發送TCP資料。將string中的資料傳送到連線的套接字，但在返回之前會嘗試傳送所有資料。成功返回None，失敗則丟擲異常。 s.close() # 關閉套接字 s.recvform() # 接收UDP資料，與recv()類似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收資料的字串，address是傳送資料的套接字地址。 s.sendto() # 傳送UDP資料，將資料傳送到套接字，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠端地址。返回值是傳送的位元組數。 s.getpeername() # 返回連線套接字的遠端地址。返回值通常是元組（ipaddr,port）。 s.getsockname() # 返回套接字自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port) s.setsockopt(level,optname,value) # 設定給定套接字選項的值。 s.getsockopt(level,optname[.buflen]) # 返回套接字選項的值。 s.settimeout(timeout) # 設定套接字操作的超時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值為None表示沒有超時期。一般，超時期應該在剛建立套接字時設定，因為它們可能用於連線的操作（如connect()） s.gettimeout() # 返回當前超時期的值，單位是秒，如果沒有設定超時期，則返回None。 s.fileno() # 返回套接字的檔案描述符。 s.setblocking(flag) # 如果flag為0，則將套接字設為非阻塞模式，否則將套接字設為阻塞模式（預設值）。非阻塞模式下，如果呼叫recv()沒有發現任何資料，或send()呼叫無法立即傳送資料，那麼將引起socket.error異常。 s.makefile() # 建立一個與該套接字相關連的檔案
簡單例項
服務端
我們使用 socket 模組的 socket 函式來建立一個 socket 物件。socket 物件可以通過呼叫其他函式來設定一個 socket 服務。
現在我們可以通過呼叫 bind(hostname, port) 函式來指定服務的 port(埠)。
接著，我們呼叫 socket 物件的 accept 方法。該方法等待客戶端的連線，並返回 connection 物件，表示已連線到客戶端。
完整程式碼如下：
import socket # 匯入socket模組 sk = socket.socket() # 建立socket物件 sk.bind(("127.0.0.1", 8888)) # 繫結埠,“127.0.0.1”代表本機地址，8888為設定連結的埠地址 sk.listen(5) # 設定監聽，最多可有5個客戶端進行排隊 conn, addr = sk.accept() # 阻塞狀態，被動等待客戶端的連線 print(conn) # conn可以理解客戶端的socket物件 # <socket.socket fd=4, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 9005), raddr=('127.0.0.1', 36694)> print(addr) # addr為客戶端的埠地址 # ('127.0.0.1', 40966) accept_data = conn.recv(1024) # conn.recv()接收客戶端的內容，接收到的是bytes型別資料， accept_data2 = str(accept_data, encoding="utf8") # str(data,encoding="utf8")用“utf8”進行解碼 print("".join(("接收內容：", accept_data2, " 客戶埠：", str(addr[1])))) send_data = input("輸入傳送內容：") conn.sendall(bytes(send_data, encoding="utf8")) # 傳送內容必須為bytes型別資料，bytes(data, encoding="utf8")用“utf8”格式進行編碼 conn.close()
客戶端
接下來我們寫一個簡單的客戶端例項連線到以上建立的服務。埠號為 8888。
socket.connect(hosname, port ) 方法開啟一個 TCP 連線到主機為 “127.0.0.1” 埠為 port 的服務商。連線後我們就可以從服務端後期資料，記住，操作完成後需要關閉連線。
完整程式碼如下：
import socket sk = socket.socket() sk.connect(("127.0.0.1", 8888)) # 主動初始化與伺服器端的連線 send_data = input("輸入傳送內容：") sk.sendall(bytes(send_data, encoding="utf8")) accept_data = sk.recv(1024) print(str(accept_data, encoding="utf8")) sk.close()
以上只是實現了服務端一次的接收和傳送，下面我們進行升級可以一直進行通訊：
服務端
import socket sk = socket.socket() sk.bind(("127.0.0.1", 9008)) sk.listen(5) while True: conn, addr = sk.accept() while True: accept_data = str(conn.recv(1024), encoding="utf8") print("".join(["接收內容：", accept_data, " 客戶埠：", str(addr[1])])) if accept_data == "byebye": # 如果接收到“byebye”則跳出迴圈結束和第一個客戶端的通訊，開始與下一個客戶端進行通訊 break send_data = input("輸入傳送內p容：") conn.sendall(bytes(send_data, encoding="utf8")) conn.close() # 跳出迴圈時結束通訊
客戶端
import socket sk = socket.socket() sk.connect(("127.0.0.1", 9008)) # 主動初始化與伺服器端的連線 while True: send_data = input("輸入傳送內容:") sk.sendall(bytes(send_data, encoding="utf8")) if send_data == "byebye": break accept_data = str(sk.recv(1024), encoding="utf8") print("".join(("接收內容：", accept_data))) sk.close()
簡單的併發
服務端
import socketserver # 匯入socketserver模組 class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler): # 建立一個類，繼承自socketserver模組下的BaseRequestHandler類 def handle(self): # 要想實現併發效果必須重寫父類中的handler方法，在此方法中實現服務端的邏輯程式碼（不用再寫連線準備，包括bind()、listen()、accept()方法） while 1: conn = self.request addr = self.client_address # 上面兩行程式碼，等於 conn,addr = socket.accept()，只不過在socketserver模組中已經替我們包裝好了，還替我們包裝了包括bind()、listen()、accept()方法 while 1: accept_data = str(conn.recv(1024), encoding="utf8") print(accept_data) if accept_data == "byebye": break send_data = bytes(input(">>>>>"), encoding="utf8") conn.sendall(send_data) conn.close() if __name__ == '__main__': sever = socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1", 8888), MyServer) # 傳入 埠地址 和 我們新建的繼承自socketserver模組下的BaseRequestHandler類 例項化物件 sever.serve_forever() # 通過呼叫物件的serve_forever()方法來啟用服務端
客戶端
import socket sk = socket.socket() sk.connect(("127.0.0.1", 8888)) # 主動初始化與伺服器端的連線 while True: send_data = input("輸入傳送內容:") sk.sendall(bytes(send_data, encoding="utf8")) if send_data == "byebye": break accept_data = str(sk.recv(1024), encoding="utf8") print("".join(("接收內容：", accept_data))) sk.close()