Python入門教程：socket編程 socket編程思路： TCP編程 UDP編程： 全套配套視頻：

socket是基於C/S架構的，也就是說進行socket網絡編程，通常需要編寫兩個py文件，一個服務端，一個客戶端。

首先，導入Python中的socket模塊： import socket

Python中的socket通信邏輯如下圖所示（圖片來自網絡）：

這張邏輯圖，是整個socket編程中的重點的重點，你必須將它理解、喫透，然後刻在腦海裏，真正成爲自己記憶的一部分！很多人說怎麼都學不會socket編程，歸根到底的原因就是沒有“死記硬背”知識點。

在Python中，import socket後，用socket.socket()方法來創建套接字，語法格式如下：

sk = socket.socket([family[, type[, proto]]])

參數說明：

• family: 套接字家族，可以使AF_UNIX或者AF_INET。
• type: 套接字類型，根據是面向連接的還是非連接分爲SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM，也就是TCP和UDP的區別。
• protocol: 一般不填默認爲0。
  直接socket.socket()，則全部使用默認值。

下面是具體的參數定義：

通過s = socket.socket()方法，我們可以獲得一個socket對象s，也就是通常說的獲取了一個“套接字”，該對象具有一下方法：

注意事項：

1.Python3以後，socket傳遞的都是bytes類型的數據，字符串需要先轉換一下，string.encode()即可；另一端接收到的bytes數據想轉換成字符串，只要bytes.decode()一下就可以。

2.在正常通信時，accept()和recv()方法都是阻塞的。所謂的阻塞，指的是程序會暫停在那，一直等到有數據過來。

socket編程思路：

服務端：

1.創建套接字，綁定套接字到本地IP與端口:socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.bind()
2.開始監聽連接：s.listen()
3.進入循環，不斷接受客戶端的連接請求：s.accept()
4.接收傳來的數據，或者發送數據給對方：s.recv() , s.sendall()
5.傳輸完畢後，關閉套接字：s.close()

客戶端:

1.創建套接字，連接服務器地址：socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.connect()
2.連接後發送數據和接收數據：s.sendall(), s.recv()
3.傳輸完畢後，關閉套接字：s.close()

Python的socket編程，通常可分爲TCP和UDP編程兩種，前者是帶連接的可靠傳輸服務，每次通信都要握手，結束傳輸也要揮手，數據會被檢驗，是使用最廣的通用模式；後者是不帶連接的傳輸服務，簡單粗暴，不加控制和檢查的一股腦將數據發送出去的方式，但是傳輸速度快，通常用於安全和可靠等級不高的業務場景，比如文件下載。

TCP編程

服務器端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import socket

ip_port = ('127.0.0.1', 9999)

sk = socket.socket()            # 創建套接字
sk.bind(ip_port)                # 綁定服務地址
sk.listen(5)                    # 監聽連接請求
print('啓動socket服務，等待客戶端連接...')
conn, address = sk.accept()     # 等待連接，此處自動阻塞
while True:     # 一個死循環，直到客戶端發送‘exit’的信號，才關閉連接
    client_data = conn.recv(1024).decode()      # 接收信息
    if client_data == "exit":       # 判斷是否退出連接
        exit("通信結束")
    print("來自%s的客戶端向你發來信息：%s" % (address, client_data))
    conn.sendall('服務器已經收到你的信息'.encode())    # 回饋信息給客戶端
conn.close()    # 關閉連接

客戶端：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import socket

ip_port = ('127.0.0.1', 9999)

s = socket.socket()     # 創建套接字

s.connect(ip_port)      # 連接服務器

while True:     # 通過一個死循環不斷接收用戶輸入，併發送給服務器
    inp = input("請輸入要發送的信息： ").strip()
    if not inp:     # 防止輸入空信息，導致異常退出
        continue
    s.sendall(inp.encode())

    if inp == "exit":   # 如果輸入的是‘exit’，表示斷開連接
        print("結束通信！")
        break

    server_reply = s.recv(1024).decode()
    print(server_reply)

s.close()       # 關閉連接

上面這個例子，基本能夠展示出socket通信的機制。套接字的創建和關閉，服務器的綁定和監聽，客戶端的連接，這些都是固定套路，沒什麼難點。關鍵之處在於循環內部的收發邏輯，這裏纔是重點，需要根據你自己的業務需求，正確編寫。這個過程中，一定要注意，收發是一一對應的，有發就要有收，並且recv()方法默認是阻塞的。

大家可以在自己的環境中測試上面的例子，並加入更多的內容，不斷地進行嘗試。然而試過之後，你們會發現，雖然服務器和客戶端在一對一的情況下，工作良好，但是，如果有多個客戶端同時連接同一個服務器呢？結果可能不太令人滿意，因爲服務器無法同時對多個客戶端提供服務。爲什麼會這樣呢？因爲Python的socket模塊，默認情況下創建的是單進程單線程，同時只能處理一個連接請求，如果要實現多用戶服務，那麼需要使用多線程機制。

下面我們使用Python內置的threading模塊，配合socket模塊創建多線程服務器。客戶端的代碼不需要修改，可以繼續使用。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

import socket
import threading        # 導入線程模塊


def link_handler(link, client):     
    """
    該函數爲線程需要執行的函數，負責具體的服務器和客戶端之間的通信工作
    :param link: 當前線程處理的連接
    :param client: 客戶端ip和端口信息，一個二元元組
    :return: None
    """
    print("服務器開始接收來自[%s:%s]的請求...." % (client[0], client[1]))
    while True:     # 利用一個死循環，保持和客戶端的通信狀態
        client_data = link.recv(1024).decode()
        if client_data == "exit":
            print("結束與[%s:%s]的通信..." % (client[0], client[1]))
            break
        print("來自[%s:%s]的客戶端向你發來信息：%s" % (client[0], client[1], client_data))
        link.sendall('服務器已經收到你的信息'.encode())
    link.close()


ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
sk = socket.socket()            # 創建套接字
sk.bind(ip_port)                # 綁定服務地址
sk.listen(5)                    # 監聽連接請求

print('啓動socket服務，等待客戶端連接...')

while True:     # 一個死循環，不斷的接受客戶端發來的連接請求
    conn, address = sk.accept()  # 等待連接，此處自動阻塞
    # 每當有新的連接過來，自動創建一個新的線程，
    # 並將連接對象和訪問者的ip信息作爲參數傳遞給線程的執行函數
    t = threading.Thread(target=link_handler, args=(conn, address))
    t.start()

啓動這個多線程服務器，然後多運行幾個客戶端，可以很明顯地看到，服務器能夠同時與多個客戶端通信，基本達到我們的目的。

UDP編程：

相對TCP編程，UDP編程就簡單多了，當然可靠性和安全性也差很多。由於UDP沒有握手和揮手的過程，因此accept()和connect()方法都不需要。下面是一個簡單的例子：

# 服務端
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)
sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, 0)
sk.bind(ip_port)

while True:
    data = sk.recv(1024).strip().decode()
    print(data)
    if data == "exit":
        print("客戶端主動斷開連接！")
        break

sk.close()

# 客戶端
import socket
ip_port = ('127.0.0.1', 9999)

sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, 0)
while True:
    inp = input('發送的消息：').strip()
    sk.sendto(inp.encode(), ip_port)
    if inp == 'exit':
        break

sk.close()

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