摘要：對(duì)于網(wǎng)絡(luò)編程來(lái)說(shuō)，免不了要用到模塊。表示另一端的地址。以上主要是針對(duì)流數(shù)據(jù)的編程。對(duì)于協(xié)議的數(shù)據(jù)，處理略有不同。通過(guò)傳入對(duì)象調(diào)用來(lái)監(jiān)聽(tīng)對(duì)象的文件描述符，一旦發(fā)現(xiàn)對(duì)象就緒，就通知應(yīng)用程序進(jìn)行相應(yīng)的讀寫(xiě)操作。

對(duì)于python網(wǎng)絡(luò)編程來(lái)說(shuō)，免不了要用到socket模塊。下面分享一下個(gè)人對(duì)python socket的一些理解。

服務(wù)端創(chuàng)建一個(gè)socket，綁定地址和端口，然后監(jiān)聽(tīng)端口上傳入的連接,一旦有連接進(jìn)來(lái)，就通過(guò)accept函數(shù)接收傳入的連接。

客戶端也是創(chuàng)建一個(gè)socket。綁定遠(yuǎn)程地址和端口，然后建立連接，發(fā)送數(shù)據(jù)。

下面通過(guò)一段實(shí)例代碼來(lái)詳細(xì)說(shuō)明 服務(wù)端 socker_server.py

import socket
import sys

HOST = "127.0.0.1"               
PORT = 10000              
s = None
for res in socket.getaddrinfo(HOST, PORT, socket.AF_UNSPEC,
                              socket.SOCK_STREAM, 0, socket.AI_PASSIVE):
    af, socktype, proto, canonname, sa = res
    try:
        s = socket.socket(af, socktype, proto)
    except socket.error as msg:
        s = None
        continue
    try:
        s.bind(sa)
        s.listen(5)
    except socket.error as msg:
        s.close()
        s = None
        continue
    break
if s is None:
    print "could not open socket"
    sys.exit(1)
conn, addr = s.accept()
print "Connected by", addr
while 1:
    data = conn.recv(1024)
    if not data: break
    conn.send(data)
conn.close()

首先我們通過(guò)socket.getaddrinnfo函數(shù)將host/port轉(zhuǎn)換成一個(gè)包含5元組的序列。這個(gè)5元組包含我們創(chuàng)建一個(gè)socket連接所需要的所有必要參數(shù)。返回的5元組分別是 (family, sockettype, proto, canonname, sockaddr)

family 地址簇，用與socket()函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)。主要有以下幾個(gè)

socket.AF_UNIX 用與單一機(jī)器下的進(jìn)程通信
socket.AF_INET 用與服務(wù)器之間相互通信，通常都用這個(gè)。
socket.AF_INET6 支持IPv6
sockettype socket類型，用與socket()函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)，常用的有

socket.SOCK_STREAM 默認(rèn)，用于TCP協(xié)議
socket.SOCK_DGRAM 用于UDP協(xié)議
proto 協(xié)議，用于socket()函數(shù)的第三個(gè)參數(shù)。 getaddrinnfo函數(shù)會(huì)根據(jù)地址格式和socket類型,返回合適的協(xié)議

canonname 一個(gè)規(guī)范化的host name。

sockaddr 描述了一個(gè)socket address .是一個(gè)二元組,主要用于bind()和connect()函數(shù)

接下來(lái)創(chuàng)建一個(gè)socket對(duì)象，傳入getaddrinnfo函數(shù)返回的af,sockettype,proto。

 s = socket.socket(af, socktype, proto)

然后綁定我的socket address

s.bind(sa)

開(kāi)啟監(jiān)聽(tīng)模式

s.listen(5)

listen函數(shù)會(huì)監(jiān)聽(tīng)連接到socket上的連接，參數(shù)表示在拒絕連接之前系統(tǒng)可以掛起的最大連接隊(duì)列數(shù)量為5。這些連接還沒(méi)有被accept處理。數(shù)量不能無(wú)限大，通常指定5。

一旦我們監(jiān)聽(tīng)到了連接，就會(huì)調(diào)用accept函數(shù)接收連接

conn, addr = s.accept()

accept函數(shù)返回一個(gè)二元組，conn是一個(gè)新的socket對(duì)象，用來(lái)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。addr表示另一端的socket地址。

接下來(lái)我們就可以用conn對(duì)象發(fā)送和接收數(shù)據(jù)了

 data = conn.recv(1024) # 接收數(shù)據(jù), 這里指定一次最多接收的字符數(shù)量為1024
 conn.send(data) # 發(fā)送數(shù)據(jù)

這里我們接收到一個(gè)連接socket就會(huì)停止運(yùn)行，所以如果要循環(huán)連接的話，將accept函數(shù)放入到一個(gè)死循環(huán)里。

客戶端socket編程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)connect和服務(wù)端建立連接之后，就可以相互通信了。socket_client.py如下

for res in socket.getaddrinfo(HOST, PORT, socket.AF_UNSPEC, socket.SOCK_STREAM):
    af, socktype, proto, canonname, sa = res
    try:
        s = socket.socket(af, socktype, proto)
    except socket.error as msg:
        s = None
        continue
    try:
        s.connect(sa)
    except socket.error as msg:
        s.close()
        s = None
        continue
    break
if s is None:
    print "could not open socket"
    sys.exit(1)
s.sendall("Hello, world")
data = s.recv(1024)
s.close()
print "Received", repr(data)

備注： 對(duì)于getaddrinfo函數(shù)，可以參考下http://baike.baidu.com/link?u... 這個(gè)函數(shù)的作用是把協(xié)議相關(guān)性安全隱藏在這個(gè)底層庫(kù)函數(shù)內(nèi)部。應(yīng)用程序只要處理由getaddrinfo函數(shù)返回的數(shù)據(jù)即可。

以上主要是針對(duì)TCP流數(shù)據(jù)的socket編程。對(duì)于UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)，處理略有不同。譬如發(fā)送接收UDP數(shù)據(jù)包處理函數(shù)為:

socket.sendto(string, flags, address)
socket.recvfrom(bufsize[, flags]) #返回(string, address)，string是返回的數(shù)據(jù)，address是發(fā)送方的socket地址

其他詳細(xì)內(nèi)容可以參考 http://python.usyiyi.cn/trans...

python中網(wǎng)絡(luò)編程除了socket模塊還提供了SocketServer模塊，這一模塊主要是對(duì)socket模塊進(jìn)行了封裝，將socket的對(duì)象的創(chuàng)建，綁定，連接，接收，發(fā)送，關(guān)閉都封裝在里面，大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的編程。

此模塊提供了以下2個(gè)主要的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類，用于創(chuàng)建相應(yīng)的套接字流

TCPServer 創(chuàng)建TCP協(xié)議的套接字流

UDPServer 創(chuàng)建UDP協(xié)議的套接字流

我們有了套接字流對(duì)象，還需要一個(gè)請(qǐng)求處理類。SocketServer模塊提供了請(qǐng)求處理類有BaseRequestHandler，以及它的派生類StreamRequestHandler和DatagramRequestHandler。所以只要繼承這3個(gè)類中的一個(gè)，然后重寫(xiě)handle函數(shù)，此函數(shù)將用來(lái)處理接收到的請(qǐng)求。下面看一個(gè)服務(wù)端的代碼示例

import SocketServer

class MyTCPHandler(SocketServer.StreamRequestHandler):
   """創(chuàng)建請(qǐng)求處理類，重寫(xiě)handle方法。此外也可以重寫(xiě)setup()和finish()來(lái)做一些請(qǐng)求處理前和處理后的一些工作"""
    def handle(self):
        # self.request is the TCP socket connected to the client
        self.data = self.request.recv(1024).strip()
        print "{} wrote:".format(self.client_address[0])
        print self.data
        # just send back the same data, but upper-cased
        self.request.sendall(self.data.upper())

if __name__ == "__main__":
    HOST, PORT = "localhost", 10000

    server = SocketServer.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)

    # Activate the server; this will keep running until you
    # interrupt the program with Ctrl-C
    # server.shutdown()
    server.serve_forever()  # 一直循環(huán)接收請(qǐng)求
    # server.handle_request() # 只處理一次請(qǐng)求就退出

看著是不是代碼簡(jiǎn)單了很多，而且SocketServer模塊內(nèi)部使用了多路復(fù)用IO技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更好的連接性能?？磗erve_forever函數(shù)的源代碼用到了select模塊。通過(guò)傳入socket對(duì)象調(diào)用select.select()來(lái)監(jiān)聽(tīng)socket對(duì)象的文件描述符，一旦發(fā)現(xiàn)socket對(duì)象就緒，就通知應(yīng)用程序進(jìn)行相應(yīng)的讀寫(xiě)操作。源代碼如下：

def serve_forever(self, poll_interval=0.5):
        """Handle one request at a time until shutdown.

        Polls for shutdown every poll_interval seconds. Ignores
        self.timeout. If you need to do periodic tasks, do them in
        another thread.
        """
        self.__is_shut_down.clear()
        try:
            while not self.__shutdown_request:
                # XXX: Consider using another file descriptor or
                # connecting to the socket to wake this up instead of
                # polling. Polling reduces our responsiveness to a
                # shutdown request and wastes cpu at all other times.
                r, w, e = _eintr_retry(select.select, [self], [], [],
                                       poll_interval)
                if self in r:
                    self._handle_request_noblock()
        finally:
            self.__shutdown_request = False
            self.__is_shut_down.set()

即使使用了select技術(shù)，TCPServer，UDPServer處理請(qǐng)求仍然是同步的，意味著一個(gè)請(qǐng)求處理完，才能處理下一個(gè)請(qǐng)求。但SocketServer模塊提供了另外2個(gè)類用來(lái)支持異步的模式。

ForkingMixIn 利用多進(jìn)程實(shí)現(xiàn)異步

ThreadingMixIn 利用多線程實(shí)現(xiàn)異步

看名字就知道使用了mixin模式。而mixin模式可以通過(guò)多繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類進(jìn)行多繼承的方式就可以實(shí)現(xiàn)異步模式

class ThreadedTCPServer(SocketServer.ThreadingMixIn, SocketServer.TCPServer):
    pass

針對(duì)ThreadindMixIn,實(shí)現(xiàn)異步的原理也就是在內(nèi)部對(duì)每個(gè)請(qǐng)求創(chuàng)建一個(gè)線程來(lái)處理。看源碼

def process_request(self, request, client_address):
        """Start a new thread to process the request."""
        t = threading.Thread(target = self.process_request_thread,
                             args = (request, client_address))
        t.daemon = self.daemon_threads
        t.start()

下面提供一個(gè)異步模式的示例

import socket
import threading
import SocketServer

class ThreadedTCPRequestHandler(SocketServer.BaseRequestHandler):

    def handle(self):
        data = self.request.recv(1024)
        cur_thread = threading.current_thread()
        response = "{}: {}".format(cur_thread.name, data)
        self.request.sendall(response)

class ThreadedTCPServer(SocketServer.ThreadingMixIn, SocketServer.TCPServer):
    pass

def client(ip, port, message):
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sock.connect((ip, port))
    try:
        sock.sendall(message)
        response = sock.recv(1024)
        print "Received: {}".format(response)
    finally:
        sock.close()

if __name__ == "__main__":
    # Port 0 means to select an arbitrary unused port
    HOST, PORT = "localhost", 0

    server = ThreadedTCPServer((HOST, PORT), ThreadedTCPRequestHandler)
    ip, port = server.server_address

    # Start a thread with the server -- that thread will then start one
    # more thread for each request
    server_thread = threading.Thread(target=server.serve_forever)
    # Exit the server thread when the main thread terminates
    server_thread.daemon = True
    server_thread.start()
    print "Server loop running in thread:", server_thread.name

    client(ip, port, "Hello World 1")
    client(ip, port, "Hello World 2")
    client(ip, port, "Hello World 3")

    server.shutdown()
    server.server_close()

更多對(duì)SocketServer模塊的了解參考https://docs.python.org/2/lib... 本文所使用的示例就來(lái)自官網(wǎng)。畢竟官網(wǎng)的例子實(shí)在太好了。

以上是本人對(duì)socket相關(guān)的理解，有什么不當(dāng)或錯(cuò)誤之處，還請(qǐng)指出。