python之Socket網絡編程詳解
什么是網絡？
網絡是由節(jié)點和連線構成，表示諸多對象及其相互聯(lián)系。在數(shù)學上，網絡是一種圖，一般認為專指加權圖。網絡除了數(shù)學定義外，還有具體的物理含義，即網絡是從某種相同類型的實際問題中抽象出來的模型。在計算機領域中，網絡是信息傳輸、接收、共享的虛擬平臺，通過它把各個點、面、體的信息聯(lián)系到一起，從而實現(xiàn)這些資源的共享。網絡是人類發(fā)展史來最重要的發(fā)明，提高了科技和人類社會的發(fā)展。
網絡通信的三要素
IP地址
用來表示一臺獨立的主機
特殊的IP地址 127.0.0.1或稱localhost(表示本地回環(huán)地址，保留地址等)，可用于本機測試
端口號
要將數(shù)據(jù)發(fā)送到對方指定的應用程序上，為了標識這些應用程序，所以給這些網絡應用程序都用數(shù)字進行標識。為了方便稱呼這些數(shù)字，則將這些數(shù)字稱為端口
傳輸協(xié)議
TCP協(xié)議：傳輸控制協(xié)議
面向連接：傳輸之前需要建立連接
在連接過程中進行大量數(shù)據(jù)傳輸
通過三次握手方式連接，屬于安全可靠連接
傳輸速率慢，效率低
UDP協(xié)議：用戶傳輸協(xié)議
面向無連接：傳輸過程不需要建立連接即可傳輸
每個數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇笮《枷拗圃?4K以內
傳輸過程不可靠
傳輸速率快，效率高
SOCKET網絡編程
如簡單的實現(xiàn)一個WEB小程序
import socket
def handle_request(client):
buf = client.recv(1024)
client.send(bytes("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n",'utf8'))
client.send(bytes("Hello, World",'utf8'))
def main():
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(('localhost', 8080))
sock.listen(5)
while True:
connection, address = sock.accept()
handle_request(connection)
connection.close()
if __name__ == '__main__':
main()
Python 提供了兩個級別訪問的網絡服務：
低級別的網絡服務支持基本的 Socket，它提供了標準的 BSD Sockets API，可以訪問底層操作系統(tǒng)Socket接口的全部方法。
高級別的網絡服務模塊 SocketServer， 它提供了服務器中心類，可以簡化網絡服務器的開發(fā)。
什么是socket?
Socket又稱"套接字"，應用程序通常通過"套接字"向網絡發(fā)出請求或者應答網絡請求，使主機間或者一臺計算機上的進程間可以通訊。
Socket()函數(shù)：
socket.socket([family[, type[, proto]]])
參數(shù)
family: 套接字家族可以使AF_UNIX或者AF_INET
type: 套接字類型可以根據(jù)是面向連接的還是非連接分為SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
protocol: 一般不填默認為0。
通信流程
#######server端##########
import socket
sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)
while True:
conn, addr = sk.accept()
while True:
try:
data = conn.recv(1024)
print(str(data, 'utf8'))
if not data:
break
inp = input(">>>")
conn.send(bytes(inp, 'utf8'))
except Exception:
break
conn.close()
##########Client端###########
import socket
sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)
while True:
inp = input(">>>")
if inp == "exit":
break
sk.send(bytes(inp, 'utf8'))
data = sk.recv(1024)
print(str(data, 'utf8'))
sk.close()
Socket內建方法
s.bind() 綁定地址（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(jiān)聽。backlog指定在拒絕連接之前，操作系統(tǒng)可以掛起的最大連接數(shù)量。該值至少為1，大部分應用程序設為5就可以了。
s.accept() 被動接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來<br>
客戶端套接字
s.connect() 主動初始化TCP服務器連接，。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()函數(shù)的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常<br>
公共用途的套接字函數(shù)
s.recv() 接收TCP數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大數(shù)據(jù)量。flag提供有關消息的其他信息，通?？梢院雎?。
s.send() 發(fā)送TCP數(shù)據(jù)，將string中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字。返回值是要發(fā)送的字節(jié)數(shù)量，該數(shù)量可能小于string的字節(jié)大小。
s.sendall() 完整發(fā)送TCP數(shù)據(jù)，完整發(fā)送TCP數(shù)據(jù)。將string中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字，但在返回之前會嘗試發(fā)送所有數(shù)據(jù)。成功返回None，失敗則拋出異常。
s.recvform() 接收UDP數(shù)據(jù)，與recv()類似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收數(shù)據(jù)的字符串，address是發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字地址。
s.sendto() 發(fā)送UDP數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到套接字，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。返回值是發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
s.close() 關閉套接字
s.getpeername() 返回連接套接字的遠程地址。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) 設置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) 設置套接字操作的超時期，timeout是一個浮點數(shù)，單位是秒。值為None表示沒有超時期。一般，超時期應該在剛創(chuàng)建套接字時設置，因為它們可能用于連接的操作（如connect()）
s.gettimeout() 返回當前超時期的值，單位是秒，如果沒有設置超時期，則返回None。
s.fileno() 返回套接字的文件描述符。
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（默認值）。非阻塞模式下，如果調用recv()沒有發(fā)現(xiàn)任何數(shù)據(jù)，或send()調用無法立即發(fā)送數(shù)據(jù)，那么將引起socket.error異常。
s.makefile() 創(chuàng)建一個與該套接字相關連的文件
實例
#########Server端##########
import socket
import subprocess
sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)
while True:
conn, addr = sk.accept()
while True:
try:
data = conn.recv(1024)
except Exception:
break
if not data:
break
# print(str(data, 'utf8'))
# data = str(data, 'utf8')#解碼同decode
obj = subprocess.Popen(data.decode('utf8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE)
ssh_result = obj.stdout.read()
result_len = bytes(str(len(ssh_result)),'utf8')
conn.send(result_len)
conn.send(ssh_result)
conn.close()
#########Client#########
import socket
sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)
while True:
inp = input(">>>")
if inp == "exit":
break
sk.send(bytes(inp, 'utf8'))
result_len = int(str(sk.recv(1024), 'utf8'))
print(result_len)
data = bytes()
while len(data) != result_len:
recv = sk.recv(1024)
data += recv
print(str(data, 'gbk'))
sk.close()
文件上傳
Server
import socket
import os
sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.bind(address)
sk.listen(3)
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
while True:
conn, addr = sk.accept()
while True:
data = conn.recv(1024)
cmd, file_name, file_size = str(data, 'utf8').split('|')
path = os.path.join(BASE_DIR, 'model', file_name)
file_size = int(file_size)
f = open(path, 'ab')
has_recv = 0
while has_recv != file_size:
data = conn.recv(1024)
f.write(data)
has_recv += len(data)
f.close()
Client
import socket
import os
sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8000)
sk.connect(address)
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
while True:
inp = input(">>>>").strip()
path = os.path.join(BASE_DIR, inp)
file_name = os.path.basename(path)
file_size = os.stat(path).st_size
file_info = 'post|%s|%s' % (file_name, file_size)
sk.sendall(bytes(file_info, 'utf8'))
f = open(path, 'rb')
has_sent = 0
while has_sent != file_size:
data = f.read(1024)
sk.sendall(data)
has_sent += len(data)
f.close()
print("上傳成功")
socketserver
socketserver模塊簡化了網絡編程服務程序的任務，同時SocketServer模塊也是Python標準庫中很多服務器框架的基礎。
學習它的最好辦法是自己瀏覽一遍它的源碼。
首先先看一下如何去運用
import socketserver
class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
def handle(self):
print("服務端啟動")
while True:
conn = self.request
while True:
data = conn.recv(1024)
print(str(data, 'utf8'))
inp = input(">>>>>")
conn.sendall(bytes(inp, 'utf8'))
conn.close()
if __name__ == '__main__':
server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8080), MyServer)
server.serve_forever()
server
import socket
sk = socket.socket()
address = ('127.0.0.1', 8080)
sk.connect(address)
print("客戶端啟動")
while True:
inp = input(">>>>>")
sk.sendall(bytes(inp, 'utf8'))
if inp == "q":
break
data = sk.recv(1024)
print(str(data, 'utf8'))
sk.close()
此代碼簡單的實現(xiàn)了server端能同時和多個client聊天的功能。
我們在看源碼前，首先要明確的是它分了幾個類及每個類的功能作用等。
There are five classes in an inheritance diagram, four of which represent
synchronous servers of four types:
下面的就不一一詳細說了，想要了解的更透徹，還是看一遍源碼吧。
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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