python網絡編程，socket編程

本文簡要介紹對套接字的網絡編程。套接字是結算及網絡數據結構，體現的是“通信端點”的概念。網絡應用程序在進行任何通信之前，必須先創建套接字。

一、主要函數介紹：

Python中的網絡編程，主要使用socket模塊的函數。

socket =》創建套接字對象，socket(s ocket_family ,  socket_type ,  protocol =0)

服務器端的方法：

bind =》綁定地址到套接字

listen =》啓動TCP監聽

accept =》 接受客戶端連接

客戶端的方法：

connect =》初始化一個TCP服務連接

數據發送和接收：

recv =》接收數據

send =》發送數據

二、服務器端簡單的socket編程

1、創建socket：

import socket

from time import ctime

HOST = ''

PORT = 21567

BUFSIZE = 100 #一般取1024，可以自己根據需要調整。

ADDR = (HOST, PORT)

# 創建socket並監聽本地端口.

tcpServerSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

tcpServerSock.bind(ADDR)

tcpServerSock.listen(5)

2、接受客戶端連接，接收併發送數據

print("等待連接......")

tcpClientSock, addr = tcpServerSock.accept()

print("... 客戶端的地址爲：", addr)

while True:

#內循環，處理客戶端數據的發送和接收。

data = tcpClientSock.recv(BUFSIZE)

if not data:

break

recData = data.decode() #二進制數據轉換爲字符串。默認utf-8

print("從客戶端收到的數據：", recData)

sendData = "[%s] %s"%(ctime(), recData)

tcpClientSock.send(sendData.encode())

tcpClientSock.close()

tcpServerSock.close()

三、客戶端socket編程

1、建立TCP連接

import socket

HOST = 'LOCALHOST'

PORT = 21567

BUFSIZE = 100

ADDR = (HOST, PORT)

tcpClientSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

tcpClientSock.connect(ADDR)

2、定義發送函數

def send01(sock, msg):

# 在網絡不忙的時候，send函數每一次都會將全部的數據發送出去，一幫情況下會工作的很好。

sock.send(msg.encode())

3、發送數據到服務器並接收服務器的數據

data = input('> ')

if not data:

break

sendtotal(tcpClientSock, data)

data = tcpClientSock.recv(BUFSIZE)

if not data:

break

recData = data.decode() #將二進制數據轉換爲字符串數據。

print("從服務器上收到的數據：%s"%(recData))

4、網絡繁忙時發送數據的方法

def sendtotal(sock, msg):

#判斷send發送的字節數， 直到全部發送完。

totalsent = 0

data = msg.encode()

datalen = len(data)

while totalsent < datalen:

sent = sock.send(data[totalsent:])

if sent == 0:

raise RuntimeError("socket連接中斷")

totalsent = totalsent + sent

四、併發socket編程

上述簡單的socket編程方法，最多隻能處理一個客戶端的連接。python具有強大的線程處理能力，我們可以將線程與socket編程混合到一起，就可以同時處理多個客戶端的連接。

1、自定義socket線程類：

class SocketThread(threading.Thread):

"""自定義socket線程類"""

def __init__(self, sock):

threading.Thread.__init__(self)

self.sock = sock

def run(self):

while True:

# 內循環，處理客戶端數據的發送和接收。

data = self.sock.recv(BUFSIZE)

if not data:

break

recData = data.decode() # 二進制數據轉換爲字符串。默認utf-8

print("從客戶端收到的數據：", recData)

sendData = "[%s] %s" % (ctime(), recData)

self.sock.send(sendData.encode())

self.sock.close()

2、SocketThread的使用

def client_thread(sock):

"""創建socket線程"""

t = SocketThread(sock)

return t

pass

#外循環，等待客戶端連接

while True:

print("等待連接......")

tcpClientSock, addr = tcpServerSock.accept()

print("... 客戶端的地址爲：", addr)

ct = client_thread(tcpClientSock)

ct.start() #啓動線程

5、非阻塞socket編程

在使用線程來處理多個socket連接的問題時，受限於機器資源，線程是昂貴且有限的資源，同時處理的socket連接數畢竟有限。

下面就介紹一下python中非阻塞socket是如何處理的。

1、簡介：

非阻塞socket編程主要依賴於select模塊，該模塊提供了特定平臺的I/O監視函數。最輕便的方法就是POSIX功能的select()函數，在unix和windows平臺上都可用。

readable, writable, exceptional = select.select(inputs, outputs, inputs)

select方法會返回三個socket列表，分別爲讀列表，寫列表，異常列表，然後分別對這三個列表的socket進行處理。

2、select方法的使用：

import socket

import select

import queue

from time import ctime

HOST = ''

PORT = 21567

BUFSIZE = 1024 #一般取1024，可以自己根據需要調整。

ADDR = (HOST, PORT)

# 創建socket並監聽本地端口.

tcpServerSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

tcpServerSock.setblocking(0)

tcpServerSock.bind(ADDR)

tcpServerSock.listen(5)

# 準備讀數據的socket列表。

inputSockets = [tcpServerSock]

#準備發送數據的socket列表。

outputSockets = []

#輸出的消息隊列。

message_queues = {}

print("等待連接......")

readable, writable, exceptional = select.select(inputSockets, outputSockets, inputSockets)

3、對讀socket列表的處理：

for s in readable:

#處理讀的socket

if s is tcpServerSock:

clientConnection, addr = tcpServerSock.accept()

print("... 客戶端的地址爲：", addr)

clientConnection.setblocking(0)

inputSockets.append(clientConnection) #放到讀取數據列表中。

#每一個connection一個發送數據的隊列。

message_queues[clientConnection] = queue.Queue()

else:

data = s.recv(BUFSIZE)

if data:

print("從%s接收到數據%s" % (s.getpeername(), data.decode()))

message_queues[s].put(data)

if s not in outputSockets:

outputSockets.append(s)

else:

print("關閉客戶端%s，沒有讀取到數據." % (addr))

if s in outputSockets:

outputSockets.remove(s)

inputSockets.remove(s)

s.close()

#刪除當前socket對應的消息隊列。

del message_queues[s]

4、對寫socket列表的處理：

#處理數據發送隊列。

for s in writable:

try:

next_msg = message_queues[s].get_nowait()

except queue.Empty:

print("%s的輸出隊列爲空" % ("ddddd"))

outputSockets.remove(s)

else:

print("發送數據 %s 到 %s" % (next_msg, s.getpeername()))

s.send(next_msg)

5、對異常socket列表的處理：

for s in exceptional:

print("與%s的通信產生異常，連接將被斷開"%(s.getpeername()))

inputSockets.remove(s)

if s in outputSockets:

outputSockets.remove(s)

s.close()

del message_queues[s]

備註：

完整源代碼可以搜索：python網絡編程