网络编程(二)

内容概要

• socket套接字
• 通信循环
• 链接循环
• 黏包问题
• 大文件上传

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socket套接字简介

# 需求:编写一个cs架构的程序 实现数据交互
	思考:需要编写代码操作OSI七层 相当的复杂
  由于操作OSI七层是所有cs架构的程序都需要经历的过程 所以有固定的模块
  socket套接字是一门技术
  socket模块>>>:提供了快捷方式 不需要自己处理每一层
"""
以后我们写软件连socket的影子都看不到 因为被封装起来
socket是最底层的原理 很多框架都封装了 其实我们不需要深入研究
"""

用socket编写C/S架构

服务端

import socket
 
 
server = socket.socket()  # 买手机
"""
通过查看源码得知 
括号内不写参数默认就是基于网络的遵循TCP协议的套接字
"""
server.bind(('127.0.0.1', 8080))  # 插电话卡
"""
服务端应该具备的特征
    固定的地址
    ...  
127.0.0.1是计算机的本地回环地址 只有当前计算机本身可以访问
"""
server.listen(5)  # 开机
"""
半连接池(暂且忽略 先直接写 后面讲)
"""
sock, addr = server.accept()  # 等待并接听电话  没有人来就原地等待(程序阻塞)
"""
listen和accept对应TCP三次握手服务端的两个状态
"""
print(f'客户端地址{addr}')  # 客户端的地址
data = sock.recv(1024)  # 听别人说话
print(data.decode('utf8'))
sock.send(('hello hoe are you!!!'.encode('utf8'))  # 回复别人说的话
"""
recv和send接收和发送的都是bytes类型的数据
"""
sock.close()  # 挂电话
server.close()  # 关机

客户端

import socket
 
 
client = socket.socket()  # 产生一个socket对象
client.connect(('127.0.0.1', 8080))  # 根据服务端的地址链接
 
client.send(b'hello baby!!!')  # 给服务端发送消息
data = client.recv(1024)  # 接收服务端回复的消息
print(data.decode('utf8'))
 
client.close()  # 关闭客户端

注意: 服务端与客户端首次交互 一边是recv那么另一边必须是sand 两边不能相同否则就会陷入‘冷战’(阻塞)

通信循环

1.先解决消息固定问题
	利用input获取用户输入
2.解决通信循环问题
	将双方用于数据交互的代码循环起来
    
# 服务端
while True:
    data = sock.recv(1024)  # 听别人说话
    print(data.decode('utf8'))
    msg = input('请回复消息>>>:').strip()
    sock.send(msg.encode('utf8'))  # 回复别人说的话
    
# 客户端 
while True:
    msg = input('请输入你需要发送的消息>>>:').strip()
    client.send(msg.encode('utf8'))  # 给服务端发送消息
    data = client.recv(1024)  # 接收服务端回复的消息
    print(data.decode('utf8'))
    
'''
加入循环后双方都可一直来回发送，接收消息
'''

代码优化及链接循环

当我们关掉服务端时，客户端会报错：

代码优化办法

1.发送消息不能为空
	统计长度并判断即可
2.反复重启服务端可能会报错>>>:address in use
  这个错在苹果电脑报的频繁 windows频率较少
  from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR
  server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) # 在bind前加
3.链接循环
  """
  如果是windows 客户端异常退出之后服务端会直接报错
  	处理方式
  		异常处理
  如果是mac或linux 服务端会接收到一个空消息
  	处理方式
  		len判断
  """
  客户端如果异常断开 服务端代码应该重新回到accept等待新的客人
 

半连接池

listen(5)
# py文件默认同一时间只能运行一次 如果想单独分开运行多次
 
# 半连接池
	设置的最大等待人数  >>>:  节省资源 提高效率

黏包问题

# 服务端要接受3个数据
    data1 = conn.recv(1024)
    print(data1)
    data2 = conn.recv(1024)
    print(data2)
    data3 = conn.recv(1024)
    print(data3)
	
# 客户端
    client.send(b'hello')  # 给服务端发送消息
    client.send(b'jimi')  # 给服务端发送消息
    client.send(b'big baby')  # 给服务端发送消息
"""
三次打印的结果
  b'hellojimibig baby'
  b''
  b''
"""
# TCP协议的特点
	会将数据量比较小并且时间间隔比较短的数据整合到一起发送
  并且还会受制于recv括号内的数字大小(核心问题!!!)
  流式协议:跟水流一样不间断
    
"""
问题产生的原因其实是因为recv括号内我们不知道即将要接收的数据到底多大
如果每次接收的数据我们都能够精确的知道它的大小 那么肯定不会出现黏包
"""
 
思路: 
  困扰我们的核心问题是不知道即将要接收的数据多大
  如果能够精准的知道数据量多大 那么黏包问题就自动解决了!!!

解决黏包问题

方向:精准获取数据的大小
    '''
    struct模块
    	该模块可以把一个类型转为固定长度的bytes
    '''
# struct模块使用
    import struct
 
    data1 = 'hello world'
    print(len(data1))  # 11
    res1 = struct.pack('i',len(data1))  # 第一个参数是格式 写i就可以了
    print(len(res1))  # 4
    ret1 = struct.unpack('i',res1)
    print(ret1)  # (11,)
 
    """
    pack可以将任意长度的数字打包成固定长度
    unpack可以将固定长度的数字解包成打包之前数据真实的长度
    """
 
"""
思路:
    1.先将真实数据打包成固定长度的包
    2.将固定长度的包先发给对方
    3.对方接收到包之后再解包获取真实数据长度
    4.接收真实数据长度
"""

struct模块可以转对应固定的长度:

黏包问题及大文件传输

服务端

import socket
import os
import struct
import json
 
 
server = socket.socket()
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
server.listen(5)
 
conn, addr = server.accept()
 
data_dict = {
    'file_name':'老铁没毛病合集.mp4',
    'file_desc':'封控一个多月了',
    'file_size':os.path.getsize(r'struct模块.py')
}
# 1.先打包字典
dict_json_str = json.dumps(data_dict)
dict_bytes = dict_json_str.encode('utf8')
dict_package_header = struct.pack('i', len(dict_bytes))
# 2.发送报头
conn.send(dict_package_header)
# 3.发送字典
conn.send(dict_bytes)
# 4.发送真实数据
with open(r'04 struct模块.py', 'rb') as f:
    for line in f:
        conn.send(line)

客户端

import socket
import struct
import json
 
client = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1', 8080))
'''
recv括号内的数字尽量不要写太大 1024 2048 4096足够了
字典数据很难突破上面的数值
 
所以针对大文件的接收应该采用循环的形式一次接受一点点
'''
# 1.先接收固定长度的字典的报头
dict_header_len = client.recv(4)
# 2.解析出字典的真实长度
dict_real_len = struct.unpack('i', dict_header_len)[0]
# 3.接收字典数据
dict_data_bytes = client.recv(dict_real_len)
dict_data = json.loads(dict_data_bytes)
print(dict_data)
# 4.循环接收文件数据 不要一次性接收
recv_size = 0
with open(dict_data.get('file_name'),'wb') as f:
    while recv_size < dict_data.get('file_size'):
        data = client.recv(1024)
        recv_size += len(data)
        f.write(data)