Python Socket编程详解

@author StormMa
@date 2017-06-08


生命不息,奋斗不止!

前言

今天总结一下Python中Socket编程的部分,首先申明一下Python的版本是3.5

开始之前

我想学习Socket之前,你应该去看看什么是Socket,Socket通信是怎么一个流程,我想只有了解这些之后,你才能更好地掌握Socket编程,这里我就引用一个图,来大致的说明一下Socket通信的流程,具体的东西我希望你去google上去查:

简要的说明一下上面的图片吧(上面图片引用自张岩林的博客),要想进行Socket通信,首先我们必须有一个Server端来处理连接请求(在python中创建一个服务端的Socket我们稍后给出方法),然后设置监听地址,然后处于阻塞状态,等待连接(accept函数),如果此时有客户端连接,然后服务端接入进行通信。如果了解java的话,可以参考我csdn上针对Java Socket讲解(说是讲解,其实就是贴了一段代码,尴尬脸)。Java中Socket编程总结


我想在开始讲解创建服务端和客户端的Socket之前,我应该讲一下Socket的申明:

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socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0)

对于套接族类型

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socket类型 | 描述
--- | ---
socket.AF_UNIX | 用于同一台机器上的进程通信(既本机通信)
socket.AF_INET | 用于服务器与服务器之间的网络通信(指定使用IPv4)
socket.AF_INET6 | 基于IPV6方式的服务器与服务器之间的网络通信
socket.SOCK_STREAM | 基于TCP的流式socket通信
socket.SOCK_DGRAM | 基于UDP的数据报式socket通信
socket.SOCK_RAW | 原始套接字,普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文,而SOCK_RAW可以;其次SOCK_RAW也可以处理特殊的IPV4报文;此外,利用原始套接字,可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头
socket.SOCK_SEQPACKET | 可靠的连续数据包服务
> 这些玩意没什么好说的,我们今天就用基于Tcp的IPv4的套接族来做演示
## 创建一个TCP Socket
```python
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

在开始正式编码之前,我想我应该说一下Socket的常用的方法(贴一下API, 嘿哈!)


服务端Socket的方法

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s.bind(address)
  将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址。
s.listen(backlog)
  开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前,可以挂起的最大连接数量。
s.setblocking(bool)
  是否阻塞(默认True),如果设置False,那么accept和recv时一旦无数据,则报错。
s.accept()
  接受连接并返回(conn,address),其中conn是新的套接字对象,可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。
  接收TCP 客户的连接(阻塞式)等待连接的到来

客户端Socket的方法

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s.connect(address)
  连接到address处的套接字。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(address)
  同上,只不过会有返回值,连接成功时返回 0 ,连接失败时候返回编码,例如:10061

公共Socket的方法

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s.close()
  关闭套接字
s.recv(bufsize[,flag])
  接受套接字的数据。数据以字符串形式返回,bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。
s.recvfrom(bufsize[.flag])
  与recv()类似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收数据的字符串,address是发送数据的套接字地址。
s.send(string[,flag])
  将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量,该数量可能小于string的字节大小。即:可能未将指定内容全部发送。
s.sendall(string[,flag])
  将string中的数据发送到连接的套接字,但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None,失败则抛出异常。
内部通过递归调用send,将所有内容发送出去。
s.sendto(string[,flag],address)
  将数据发送到套接字,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。该函数主要用于UDP协议。
s.settimeout(timeout)
  设置套接字操作的超时期,timeout是一个浮点数,单位是秒。值为None表示没有超时期。一般,超时期应该在刚创建套接字时设置,因为它们可能用于连接的操作(如 client 连接最多等待5s )
s.getpeername()
  返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。
s.getsockname()
  返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
s.fileno()
  套接字的文件描述符
s.setblocking(flag)
如果flag为0,则将套接字设置为非阻塞模式,否则将套接字设置为阻塞模式(默认值)。非阻塞模式下,如果调用recv()没有发现任何数 据,或send()调用无法立即发送数据,那么将引起socket.error异常。

服务端Socket的实现

伪代码

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# 创建一个socket
s = socket()
# 绑定地址和端口,参数元组
s.bind()
# 监听
s.listen()
while True:
# 阻塞式连接
accept()
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from socket import socket
from socket import AF_INET
from socket import SOCK_STREAM
from time import ctime
HOST = '127.0.0.1'
PORT = 5057
BUFFERSIZE = 1024
ADDRESS = (HOST, PORT)
def create_server_socket():
"""创建一个服务端Sockett,并且监听本地5257端口
"""
tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcp_socket.bind(ADDRESS)
# 设置最大连接数为10
tcp_socket.listen(10)
return tcp_socket
def server_socket_start_work(server_tcp_socket):
"""服务端开始工作
"""
print("等待客户端的链接")
while True:
tcp_client_socket, addr = server_tcp_socket.accept()
print("有客户端连接")
# 接收发送的数据
while True:
data = tcp_client_socket.recv(BUFFERSIZE)
if not data:
break
tcp_client_socket.send(bytes('[%s] %s' % (ctime(), data), encoding='utf-8'))
tcp_client_socket.close()
server_tcp_socket.close()
if __name__ == '__main__':
server_socket = create_server_socket()
server_socket_start_work(server_socket)

客户端Socket的实现

伪代码

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cs = socket()
cs.connect()
while True:
cs.send()
cs.close()
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from socket import socket
from socket import AF_INET
from socket import SOCK_STREAM
HOST = '127.0.0.1'
PORT = 5057
BUFFERSIZE = 1024
ADDRESS = (HOST, PORT)
tcp_client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
tcp_client_socket.connect(ADDRESS)
while True:
data = input(">")
if not data:
break
tcp_client_socket.send(bytes(data, encoding="utf-8"))
data = tcp_client_socket.recv(BUFFERSIZE)
if not data:
break
print(data)
tcp_client_socket.close()

先启动server_socket,然后开启client_socket