Socket 网络编程
本节内容：
- Socket语法及相关
- SocketServer实现多并发
一、网络基础
1.1 一个程序如何在网络上找到另一个程序？
首先，程序必须要启动，其次，必须有这台机器的地址，我们都知道我们人的地址大概就是国家\省\市\区\街道\楼\门牌号这样字。那么每一台联网的机器在网络上也有自己的地址，它的地址是怎么表示的呢？
就是使用一串数字来表示的，例如：100.4.5.6
什么是IP地址
IP地址是指互联网协议地址（英语：Internet Protocol Address，又译为网际协议地址），是IP Address的缩写。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，
它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。 IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，
其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。
什么是端口
"端口"是英文port的意译，可以认为是设备与外界通讯交流的出口。
在windows上查看端口占用的情况
netstat -aon|findstr "49157"
因此ip地址精确到具体的一台电脑，而端口精确到具体的程序。
1.2 ios七层模型
1.3 socket概念
socket层
理解socket
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。
其实站在你的角度上看，socket就是一个模块。我们通过调用模块中已经实现的方法建立两个进程之间的连接和通信。 也有人将socket说成ip+port，因为ip是用来标识互联网中的一台主机的位置，而port是用来标识这台机器上的一个应用程序。 所以我们只要确立了ip和port就能找到一个应用程序，并且使用socket模块来与之通信。
1.4 套接字（socket）的发展史
套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种（或者称为有两个种族）,分别是基于文件型的和基于网络型的。
1 基于文件类型的套接字家族
套接字家族的名字：AF_UNIX
unix一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信
2 基于网络类型的套接字家族
套接字家族的名字：AF_INET
(还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是很少被使用，或者是根本没有实现，所有地址家族中，AF_INET是使用最广泛的一个，python支持很多种地址家族，但是由于我们只关心网络编程，所以大部分时候我么只使用AF_INET)
1.5 tcp协议和udp协议
TCP（Transmission Control Protocol）可靠的、面向连接的协议（eg:打电话）、传输效率低全双工通信（发送缓存&接收缓存）、面向字节流。使用TCP的应用：Web浏览器；电子邮件、文件传输程序。
UDP（User Datagram Protocol）不可靠的、无连接的服务，传输效率高（发送前时延小），一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文，尽最大努力服务，无拥塞控制。使用UDP的应用：域名系统 (DNS)；视频流；IP语音(VoIP)。
二、套接字（socket）初使用
2.1 基于TCP协议的socket
tcp是基于链接的，必须先启动服务端，然后再启动客户端去链接服务端
server端
import socket sk = socket.socket() sk.bind(('127.0.0.1',8898)) #把地址绑定到套接字 sk.listen() #监听链接 conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接 ret = conn.recv(1024) #接收客户端信息 print(ret) #打印客户端信息 conn.send(b'hi') #向客户端发送信息 conn.close() #关闭客户端套接字 sk.close() #关闭服务器套接字(可选)
client端
import socket sk = socket.socket() # 创建客户套接字 sk.connect(('127.0.0.1',8898)) # 尝试连接服务器 sk.send(b'hello!') ret = sk.recv(1024) # 对话(发送/接收) print(ret) sk.close() # 关闭客户套接字
问题：有的同学在重启服务端时可能会遇到
解决方法：
#加入一条socket配置，重用ip和端口 import socket from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR sk = socket.socket() sk.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加 sk.bind(('127.0.0.1',8898)) #把地址绑定到套接字 sk.listen() #监听链接 conn,addr = sk.accept() #接受客户端链接 ret = conn.recv(1024) #接收客户端信息 print(ret) #打印客户端信息 conn.send(b'hi') #向客户端发送信息 conn.close() #关闭客户端套接字 sk.close() #关闭服务器套接字(可选)
send 与sendall的区别与使用方法
socket.send(string[, flags]) 发送TCP数据，返回发送的字节大小。这个字节长度可能少于实际要发送的数据的长度。换句话说，这个函数执行一次，并不一定能发送完给定的数据，可能需要重复多次才能发送完成。
buffer = 'Hello world\n' while buffer: bytes = sock.send(buffer) buffer = buffer[bytes:]
socket.sendall(string[, flags]) 看懂了上面那个，这个函数就容易明白了。发送完整的TCP数据，成功返回None，失败抛出异常
sock.sendall('Hello world\n') # 一次性全发过去
实例：智能机器人
# server 端 import socket ip_port = ('127.0.0.1',8888) # 确定 IP 和 端口号，127.0.0.1本地回环 sk = socket.socket() sk.bind(ip_port) # 将套接字绑定到地址 sk.listen(5) # 开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。 while True: conn,address = sk.accept() # 接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。 conn.sendall(bytes('欢迎致电 10086，请输入1xxx,0转人工服务.',"utf-8")) # 需要注意，socket传输的只能是bytes类型数据，默认的str类型不能传输。得转一下。 Flag = True while Flag: data = conn.recv(1024) 每次接受1024个字节 if str(data,"utf-8") == 'exit': # 接受的是bytes类型数据，得转成str类型，再比较。 Flag = False elif str(data,"utf-8") == '0': conn.sendall(bytes('通过可能会被录音.balabala一大推',"utf-8")) else: conn.sendall(bytes('请重新输入.',"utf-8")) conn.close() # client 端 import socket ip_port = ('127.0.0.1',8888) # 确定 IP 和 端口号，127.0.0.1本地回环 sk = socket.socket() sk.connect(ip_port) # 连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误 sk.settimeout(5) """设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。 值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置， 因为它们可能用于连接的操作（如 client 连接最多等待5s ） """ while True: data = sk.recv(1024) print('receive:',str(data,"utf-8")) inp = input('please input:') sk.sendall(bytes(inp,"utf-8")) if inp == 'exit': break sk.close()
实例2：连续聊天
# client 端 import socket sk = socket.socket() ip_port = ("127.0.0.1",8888) sk.bind(ip_port) sk.listen(5) print("服务器端启动。。。") conn,addr = sk.accept() while True: try: client_data = conn.recv(1024) # 防止接收时出现意外 except Exception: print("不知道why，总之意外中断！") break if str(client_data,"utf-8") == "exit": break print(str(client_data,"utf-8")) conn.sendall(bytes("服务器端接收到！","utf-8")) conn.close() # client 端 import socket sk = socket.socket() ip_port = ("127.0.0.1",8888) sk.connect(ip_port) print("客户端端启动。。。") while True: inp = input("输入你要传输的数据：") sk.send(bytes(inp, "utf-8")) if inp == "exit": # 先send数据，然后再判断，直接break，服务器端ConnectionAbortedError break server_data = sk.recv(1024) if str(server_data,"utf-8") == "exit": break print(str(server_data,"utf-8")) sk.sendall(bytes("客户端接收到！","utf-8")) sk.close()
实例3：传送命令
#------------------------------------------------server
#------------------------------------------------
import socket
import subprocess
ip_port = ('127.0.0.1',8879)
sk = socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)
print ("服务端启动...")
while True:
conn,address = sk.accept()
while True:
try:
client_data=conn.recv(1024)
except Exception:
break
print (str(client_data,"utf8"))
print ("waiting...")
# server_response=input(">>>")
# conn.sendall(bytes(server_response,"utf8"))
cmd=str(client_data,"utf8").strip()
cmd_call=subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
cmd_result=cmd_call.stdout.read()
if len(cmd_result)==0:
cmd_result=b"no output!"
conn.sendall(cmd_result)
print('send data size',len(cmd_result))
print('******************')
print('******************')
print('******************')
conn.close()
#------------------------------------------------client
#------------------------------------------------
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',8879)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
print ("客户端启动：")
while True:
inp = input('cdm:>>>').strip( )
if len(inp)==0:
continue
if inp=="q":
break
sk.sendall(bytes(inp,"utf8"))
server_response=sk.recv(1024)
print (str(server_response,"gbk"))
print('receive data size',len(server_response))
if inp == 'exit':
break
sk.close()
实例4：文件上传
文件目录格式如下：
总文件
|___images
| |___1.png
|
|___new_images
|
|
|___server.py
|
|
|___client.py
以下程序可以把 images文件夹下的 1.png 复制到 new_images 文件夹下。
#----------------------------------------------server
#----------------------------------------------
import socket,os
ip_port=("127.0.0.1",8898)
sk=socket.socket()
sk.bind(ip_port)
sk.listen(5)
BASE_DIR=os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) # 现目录的 dirname
# BASE_DIR = os.path.abspath("..") # 这样写更能理解。
print("服务器端启动....")
while True:
print("waiting connect")
conn,addr=sk.accept()
flag = True
while flag:
client_bytes = conn.recv(1024)
client_str = str(client_bytes, "utf8")
func, file_byte_size, filename = client_str.split("|",2)
# post_info = "post|%s|%s"%(file_byte_size, file_name) client端发送格式
path = os.path.join(BASE_DIR,'new_images',filename)
has_received = 0
file_byte_size = int(file_byte_size) # file_byte_size已经为str格式，转成int就行
f=open(path,"wb")
while has_received<file_byte_size:
data=conn.recv(1024)
f.write(data)
has_received+=len(data)
print("ending")
f.close()
#----------------------------------------------client
#----------------------------------------------
import socket
import re, os, sys
ip_port = ("127.0.0.1", 8898)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) # 现目录的 dirname
# BASE_DIR = os.path.abspath("..") # 这样写更能理解。
print("客户端启动....")
while True:
inp=input("please input:") # 格式为 post|images/1.png
if inp.startswith("post"):
method, local_path=inp.split("|", 1) # method = "post",local_path = "images/1.png"
local_path = os.path.join(BASE_DIR, local_path) # local_path 现在为图片绝对路径
file_byte_size = os.stat(local_path).st_size # 得到文件大小
# file_byte_size = os.path.getsize(local_path) 更好理解
file_name = os.path.basename(local_path) # 得到图片名称，1.png 。不带images
post_info = "post|%s|%s"%(file_byte_size, file_name)# 返回文件信息元组。（大小，名称）
sk.sendall(bytes(post_info, "utf8"))
has_sent = 0
file_obj = open(local_path, "rb") # 以二进制打开图片（文件）
while has_sent != file_byte_size: #判断文件是否传完
data = file_obj.read(1024)
sk.sendall(data) # 每次发送1024字节。以免文件过大，一次传不了。
has_sent += len(data)
file_obj.close()
print("上传成功")
2.2 基于UDP协议的socket
udp是无链接的，启动服务之后可以直接接受消息，不需要提前建立链接
2.2.1 简单使用
server端
import socket udp_sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) #创建一个服务器的套接字 udp_sk.bind(('127.0.0.1',9000)) #绑定服务器套接字 msg,addr = udp_sk.recvfrom(1024) print(msg) udp_sk.sendto(b'hi',addr) # 对话(接收与发送) udp_sk.close() # 关闭服务器套接字
client端
import socket ip_port=('127.0.0.1',9000) udp_sk=socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) udp_sk.sendto(b'hello',ip_port) back_msg,addr=udp_sk.recvfrom(1024) print(back_msg.decode('utf-8'),addr)
实例：QQ聊天
# server 端 #_*_coding:utf-8_*_ import socket ip_port=('127.0.0.1',8081) udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) udp_server_sock.bind(ip_port) while True: qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024) print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8'))) back_msg=input('回复消息: ').strip() udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr) # client 端 #_*_coding:utf-8_*_ import socket BUFSIZE=1024 udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) qq_name_dic={ '金老板':('127.0.0.1',8081), '哪吒':('127.0.0.1',8081), 'egg':('127.0.0.1',8081), 'yuan':('127.0.0.1',8081), } while True: qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip() while True: msg=input('请输入消息,回车发送,输入q结束和他的聊天: ').strip() if msg == 'q':break if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name]) back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE) print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8'))) udp_client_socket.close()
实例2：时间服务器
# server 端 # _*_coding:utf-8_*_ from socket import * from time import strftime ip_port = ('127.0.0.1', 9000) bufsize = 1024 tcp_server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) tcp_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) tcp_server.bind(ip_port) while True: msg, addr = tcp_server.recvfrom(bufsize) print('===>', msg) if not msg: time_fmt = '%Y-%m-%d %X' else: time_fmt = msg.decode('utf-8') back_msg = strftime(time_fmt) tcp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'), addr) tcp_server.close() # client #_*_coding:utf-8_*_ from socket import * ip_port=('127.0.0.1',9000) bufsize=1024 tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) while True: msg=input('请输入时间格式(例%Y %m %d)>>: ').strip() tcp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) data=tcp_client.recv(bufsize)
2.3 socket参数的详解
socket.socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=0,fileno=None)
创建socket对象的说明
| family | 地址系列应为AF_INET(默认值),AF_INET6,AF_UNIX,AF_CAN或AF_RDS。 （AF_UNIX 域实际上是使用本地 socket 文件来通信） |
| type | 套接字类型应为SOCK_STREAM(默认值),SOCK_DGRAM,SOCK_RAW或其他SOCK_常量之一。 SOCK_STREAM 是基于TCP的，有保障的（即能保证数据正确传送到对方）面向连接的SOCKET，多用于资料传送。 SOCK_DGRAM 是基于UDP的，无保障的面向消息的socket，多用于在网络上发广播信息。 |
| proto | 协议号通常为零,可以省略,或者在地址族为AF_CAN的情况下,协议应为CAN_RAW或CAN_BCM之一。 |
| fileno | 如果指定了fileno,则其他参数将被忽略,导致带有指定文件描述符的套接字返回。 与socket.fromfd()不同,fileno将返回相同的套接字,而不是重复的。 这可能有助于使用socket.close()关闭一个独立的插座。 |
三、黏包
3.1 黏包现象
同时执行多条命令之后，得到的结果很可能只有一部分，在执行其他命令的时候又接收到之前执行的另外一部分结果，这种显现就是黏包。
我们来写一个远程执行命令的程序，写一个socket client端在windows端发送指令，一个socket server在Linux端执行命令并返回结果给客户端执行命令的话，肯定是用我们学过的subprocess模块啦，但注意注意注意：
res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stderr=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE)
命令结果的编码是以当前所在的系统为准的，如果是windows，那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的，在接收端需要用GBK解码，且只能从管道里读一次结果
3.1.1 基于tcp协议实现的黏包
# server 端 #_*_coding:utf-8_*_ from socket import * import subprocess ip_port=('127.0.0.1',8888) BUFSIZE=1024 tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcp_socket_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) tcp_socket_server.bind(ip_port) tcp_socket_server.listen(5) while True: conn,addr=tcp_socket_server.accept() print('客户端',addr) while True: cmd=conn.recv(BUFSIZE) if len(cmd) == 0:break res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stdin=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) stderr=res.stderr.read() stdout=res.stdout.read() conn.send(stderr) conn.send(stdout) # client 端 #_*_coding:utf-8_*_ import socket BUFSIZE=1024 ip_port=('127.0.0.1',8888) s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) res=s.connect_ex(ip_port) #connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常 while True: msg=input('>>: ').strip() if len(msg) == 0:continue if msg == 'quit':break s.send(msg.encode('utf-8')) #如果在win下，utf-8换成gbk act_res=s.recv(BUFSIZE) print(act_res.decode('utf-8'),end='')
3.1.2 基于udp协议实现的黏包
# server 端 #_*_coding:utf-8_*_ from socket import * import subprocess ip_port=('127.0.0.1',9000) bufsize=1024 udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) udp_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) udp_server.bind(ip_port) while True: #收消息 cmd,addr=udp_server.recvfrom(bufsize) print('用户命令----->',cmd) #逻辑处理 res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stderr=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE) stderr=res.stderr.read() stdout=res.stdout.read() #发消息 udp_server.sendto(stderr,addr) udp_server.sendto(stdout,addr) udp_server.close() # client 端 from socket import * ip_port=('127.0.0.1',9000) bufsize=1024 udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM) while True: msg=input('>>: ').strip() udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) err,addr=udp_client.recvfrom(bufsize) out,addr=udp_client.recvfrom(bufsize) # bufsize = 1024 ，有时候不够大
# Windows运行会出现 OSError: [WinError 10040] 一个在数据报套接字上发送的消息大于内部消息缓冲区或其他一些网络限制，或该用户用于接收数据报的缓冲区比数据报小。
# 原因是因为recvfrom收的数据小于sendinto发送的数据时，在mac和linux系统上数据直接丢失，在windows系统上发送的比接收的大直接报错
# 只有sendinto发送数据没有recvfrom收数据，数据丢失。所有其实就算没有服务端，客户端也可以使劲发，只是数据都被丢弃而已。
if err: print('error : %s'%err.decode('utf-8'),end='') if out: print(out.decode('utf-8'), end='')
注意：只有TCP有粘包现象，UDP永远不会粘包
3.2 黏包成因
3.2.1 TCP协议中的数据传递
tcp协议的拆包机制
当发送端缓冲区的长度大于网卡的MTU时，tcp会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。
MTU是Maximum Transmission Unit的缩写。意思是网络上传送的最大数据包。MTU的单位是字节。 大部分网络设备的MTU都是1500。
如果本机的MTU比网关的MTU大，大的数据包就会被拆开来传送，这样会产生很多数据包碎片，增加丢包率，降低网络速度。
面向流的通信特点和Nagle算法
TCP（transport control protocol，传输控制协议）是面向连接的，面向流的，提供高可靠性服务。
收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的socket，因此，发送端为了将多个发往接收端的包，更有效的发到对方，使用了优化方法（Nagle算法），将多次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据块，然后进行封包。
这样，接收端，就难于分辨出来了，必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。
对于空消息：tcp是基于数据流的，于是收发的消息不能为空，这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制，防止程序卡住，而udp是基于数据报的，即便是你输入的是空内容（直接回车），也可以被发送，udp协议会帮你封装上消息头发送过去。 可靠黏包的tcp协议：tcp的协议数据不会丢，没有收完包，下次接收，会继续上次继续接收，己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。
数据是可靠的，但是会粘包。
基于tcp协议特点的黏包现象成因
socket数据传输过程中的用户态与内核态说明
发送端可以是一K一K地发送数据，而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据，当然也有可能一次提走3K或6K数据，或者一次只提走几个字节的数据。
也就是说，应用程序所看到的数据是一个整体，或说是一个流（stream），一条消息有多少字节对应用程序是不可见的，因此TCP协议是面向流的协议，这也是容易出现粘包问题的原因。
而UDP是面向消息的协议，每个UDP段都是一条消息，应用程序必须以消息为单位提取数据，不能一次提取任意字节的数据，这一点和TCP是很不同的。
怎样定义消息呢？可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息，需要明白的是当对方send一条信息的时候，无论底层怎样分段分片，TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。
例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件，发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的，在接收方看了，根本不知道该文件的字节流从何处开始，在何处结束
此外，发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的，TCP为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少，通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去，这样接收方就收到了粘包数据。
3.2.2 UDP不会发生黏包
UDP（user datagram protocol，用户数据报协议）是无连接的，面向消息的，提供高效率服务。 不会使用块的合并优化算法, 由于UDP支持的是一对多的模式，所以接收端的skbuff(套接字缓冲区）采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包，在每个UDP包中就有了消息头（消息来源地址，端口等信息），这样，对于接收端来说，就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。
对于空消息：tcp是基于数据流的，于是收发的消息不能为空，这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制，防止程序卡住，而udp是基于数据报的，即便是你输入的是空内容（直接回车），也可以被发送，udp协议会帮你封装上消息头发送过去。
不可靠不黏包的udp协议：udp的recvfrom是阻塞的，一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y;x数据就丢失，这意味着udp根本不会粘包，但是会丢数据，不可靠。
补充说明:
# udp和tcp一次发送数据长度的限制 用UDP协议发送时，用sendto函数最大能发送数据的长度为：65535- IP头(20) – UDP头(8)＝65507字节。用sendto函数发送数据时，如果发送数据长度大于该值，则函数会返回错误。（丢弃这个包，不进行发送） 用TCP协议发送时，由于TCP是数据流协议，因此不存在包大小的限制（暂不考虑缓冲区的大小），这是指在用send函数时，数据长度参数不受限制。而实际上，
所指定的这段数据并不一定会一次性发送出去，如果这段数据比较长，会被分段发送，如果比较短，可能会等待和下一次数据一起发送。
3.2.3 会发生黏包的两种情况
情况一 发送方的缓存机制
发送端需要等缓冲区满才发送出去，造成粘包（发送数据时间间隔很短，数据了很小，会合到一起，产生粘包）
# server 端 #_*_coding:utf-8_*_ from socket import * ip_port=('127.0.0.1',8080) tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcp_socket_server.bind(ip_port) tcp_socket_server.listen(5) conn,addr=tcp_socket_server.accept() data1=conn.recv(10) data2=conn.recv(10) print('----->',data1.decode('utf-8')) print('----->',data2.decode('utf-8')) conn.close() # client 端 #_*_coding:utf-8_*_ import socket BUFSIZE=1024 ip_port=('127.0.0.1',8080) s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) res=s.connect_ex(ip_port) # connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
s.send('hello'.encode('utf-8')) s.send('egg'.encode('utf-8'))
情况二 接收方的缓存机制
接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收（客户端发送了一段数据，服务端只收了一小部分，服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据，产生粘包）
# server 端 #_*_coding:utf-8_*_ from socket import * ip_port=('127.0.0.1',8080) tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcp_socket_server.bind(ip_port) tcp_socket_server.listen(5) conn,addr=tcp_socket_server.accept() data1=conn.recv(2) #一次没有收完整 data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的 print('----->',data1.decode('utf-8')) print('----->',data2.decode('utf-8')) conn.close() # client 端 #_*_coding:utf-8_*_ import socket BUFSIZE=1024 ip_port=('127.0.0.1',8080) s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) res=s.connect_ex(ip_port) s.send('hello egg'.encode('utf-8'))
3.2.4 总结
黏包现象只发生在tcp协议中：
1.从表面上看，黏包问题主要是因为发送方和接收方的缓存机制、tcp协议面向流通信的特点。
2.实际上，主要还是因为接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取多少字节的数据所造成的
3.3 黏包的解决方案
3.3.1 解决方案一
问题的根源在于，接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度，所以解决粘包的方法就是围绕，如何让发送端在发送数据前，把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓，然后接收端来一个死循环接收完所有数据。
# server 端 #_*_coding:utf-8_*_ import socket,subprocess ip_port=('127.0.0.1',8080) s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) s.bind(ip_port) s.listen(5) while True: conn,addr=s.accept() print('客户端',addr) while True: msg=conn.recv(1024) if not msg:break res=subprocess.Popen(msg.decode('utf-8'),shell=True,\ stdin=subprocess.PIPE,\ stderr=subprocess.PIPE,\ stdout=subprocess.PIPE) err=res.stderr.read() if err: ret=err else: ret=res.stdout.read() data_length=len(ret) conn.send(str(data_length).encode('utf-8')) data=conn.recv(1024).decode('utf-8') if data == 'recv_ready': conn.sendall(ret) conn.close() # client 端 #_*_coding:utf-8_*_ import socket,time s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080)) while True: msg=input('>>: ').strip() if len(msg) == 0:continue if msg == 'quit':break s.send(msg.encode('utf-8')) length=int(s.recv(1024).decode('utf-8')) s.send('recv_ready'.encode('utf-8')) send_size=0 recv_size=0 data=b'' while recv_size < length: data+=s.recv(1024) recv_size+=len(data) print(data.decode('utf-8'))
存在的问题：
程序的运行速度远快于网络传输速度，所以在发送一段字节前，先用send去发送该字节流长度，这种方式会放大网络延迟带来的性能损耗
3.3.2 解决方案进阶
刚刚的方法，问题在于我们我们在发送
我们可以借助一个模块，这个模块可以把要发送的数据长度转换成固定长度的字节。这样客户端每次接收消息之前只要先接受这个固定长度字节的内容看一看接下来要接收的信息大小，那么最终接受的数据只要达到这个值就停止，就能刚好不多不少的接收完整的数据了。
struct模块
该模块可以把一个类型，如数字，转成固定长度的bytes
>>> struct.pack('i',1111111111111) struct.error: 'i' format requires -2147483648 <= number <= 2147483647 #这个是范围
import json,struct #假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt #为避免粘包,必须自定制报头 header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值 #为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输 #为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节 head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度 #客户端开始发送 conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式 conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式 #服务端开始接收 head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式 x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度 head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式 header=json.loads(head_bytes.decode('utf-8')) #提取报头 #最后根据报头的内容提取真实的数据,比如 real_data_len=s.recv(header['file_size']) s.recv(real_data_len)
关于struct的详细用法
#_*_coding:utf-8_*_ #http://www.cnblogs.com/coser/archive/2011/12/17/2291160.html __author__ = 'Linhaifeng' import struct import binascii import ctypes values1 = (1, 'abc'.encode('utf-8'), 2.7) values2 = ('defg'.encode('utf-8'),101) s1 = struct.Struct('I3sf') s2 = struct.Struct('4sI') print(s1.size,s2.size) prebuffer=ctypes.create_string_buffer(s1.size+s2.size) print('Before : ',binascii.hexlify(prebuffer)) # t=binascii.hexlify('asdfaf'.encode('utf-8')) # print(t) s1.pack_into(prebuffer,0,*values1) s2.pack_into(prebuffer,s1.size,*values2) print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer)) print(s1.unpack_from(prebuffer,0)) print(s2.unpack_from(prebuffer,s1.size)) s3=struct.Struct('ii') s3.pack_into(prebuffer,0,123,123) print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer)) print(s3.unpack_from(prebuffer,0))
使用struct解决黏包
借助struct模块，我们知道长度数字可以被转换成一个标准大小的4字节数字。因此可以利用这个特点来预先发送数据长度。
| 发送时 | 接收时 |
| 先发送struct转换好的数据长度4字节 | 先接受4个字节使用struct转换成数字来获取要接收的数据长度 |
| 再发送数据 | 再按照长度接收数据 |
# 自定制报头 # server端 import socket,struct,json import subprocess phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) phone.listen(5) while True: conn,addr=phone.accept() while True: cmd=conn.recv(1024) if not cmd:break print('cmd: %s' %cmd) res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) err=res.stderr.read() print(err) if err: back_msg=err else: back_msg=res.stdout.read() conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) #先发back_msg的长度 conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容 conn.close() # client 端 #_*_coding:utf-8_*_ import socket,time,struct s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080)) while True: msg=input('>>: ').strip() if len(msg) == 0:continue if msg == 'quit':break s.send(msg.encode('utf-8')) l=s.recv(4) x=struct.unpack('i',l)[0] print(type(x),x) # print(struct.unpack('I',l)) r_s=0 data=b'' while r_s < x: r_d=s.recv(1024) data+=r_d r_s+=len(r_d) # print(data.decode('utf-8')) print(data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码
我们还可以把报头做成字典，字典里包含将要发送的真实数据的详细信息，然后json序列化，然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节（4个字节足够用了）
| 发送时 | 接收时 |
|
先发报头长度 |
先收报头长度，用struct取出来 |
| 再编码报头内容然后发送 | 根据取出的长度收取报头内容，然后解码，反序列化 |
| 最后发真实内容 | 从反序列化的结果中取出待取数据的详细信息，然后去取真实的数据内容 |
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# 较复杂报头 # server 端 import socket,struct,json import subprocess phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加 phone.bind(('127.0.0.1',8080)) phone.listen(5) while True: conn,addr=phone.accept() while True: cmd=conn.recv(1024) if not cmd:break print('cmd: %s' %cmd) res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE) err=res.stderr.read() print(err) if err: back_msg=err else: back_msg=res.stdout.read() headers={'data_size':len(back_msg)} head_json=json.dumps(headers) head_json_bytes=bytes(head_json,encoding='utf-8') conn.send(struct.pack('i',len(head_json_bytes))) #先发报头的长度 conn.send(head_json_bytes) #再发报头 conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容 conn.close() # client 端 from socket import * import struct,json ip_port=('127.0.0.1',8080) client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) client.connect(ip_port) while True: cmd=input('>>: ') if not cmd:continue client.send(bytes(cmd,encoding='utf-8')) head=client.recv(4) head_json_len=struct.unpack('i',head)[0] head_json=json.loads(client.recv(head_json_len).decode('utf-8')) data_len=head_json['data_size'] recv_size=0 recv_data=b'' while recv_size < data_len: recv_data+=client.recv(1024) recv_size+=len(recv_data) print(recv_data.decode('utf-8')) #print(recv_data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码
FTP作业：上传下载文件
import socket import struct import json import subprocess import os class MYTCPServer: address_family = socket.AF_INET socket_type = socket.SOCK_STREAM allow_reuse_address = False max_packet_size = 8192 coding='utf-8' request_queue_size = 5 server_dir='file_upload' def __init__(self, server_address, bind_and_activate=True): """Constructor. May be extended, do not override.""" self.server_address=server_address self.socket = socket.socket(self.address_family, self.socket_type) if bind_and_activate: try: self.server_bind() self.server_activate() except: self.server_close() raise def server_bind(self): """Called by constructor to bind the socket. """ if self.allow_reuse_address: self.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) self.socket.bind(self.server_address) self.server_address = self.socket.getsockname() def server_activate(self): """Called by constructor to activate the server. """ self.socket.listen(self.request_queue_size) def server_close(self): """Called to clean-up the server. """ self.socket.close() def get_request(self): """Get the request and client address from the socket. """ return self.socket.accept() def close_request(self, request): """Called to clean up an individual request.""" request.close() def run(self): while True: self.conn,self.client_addr=self.get_request() print('from client ',self.client_addr) while True: try: head_struct = self.conn.recv(4) if not head_struct:break head_len = struct.unpack('i', head_struct)[0] head_json = self.conn.recv(head_len).decode(self.coding) head_dic = json.loads(head_json) print(head_dic) #head_dic={'cmd':'put','filename':'a.txt','filesize':123123} cmd=head_dic['cmd'] if hasattr(self,cmd): func=getattr(self,cmd) func(head_dic) except Exception: break def put(self,args): file_path=os.path.normpath(os.path.join( self.server_dir, args['filename'] )) filesize=args['filesize'] recv_size=0 print('----->',file_path) with open(file_path,'wb') as f: while recv_size < filesize: recv_data=self.conn.recv(self.max_packet_size) f.write(recv_data) recv_size+=len(recv_data) print('recvsize:%s filesize:%s' %(recv_size,filesize)) tcpserver1=MYTCPServer(('127.0.0.1',8080)) tcpserver1.run() #下列代码与本题无关 class MYUDPServer: """UDP server class.""" address_family = socket.AF_INET socket_type = socket.SOCK_DGRAM allow_reuse_address = False max_packet_size = 8192 coding='utf-8' def get_request(self): data, client_addr = self.socket.recvfrom(self.max_packet_size) return (data, self.socket), client_addr def server_activate(self): # No need to call listen() for UDP. pass def shutdown_request(self, request): # No need to shutdown anything. self.close_request(request) def close_request(self, request): # No need to close anything. pass
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import socket import struct import json import os class MYTCPClient: address_family = socket.AF_INET socket_type = socket.SOCK_STREAM allow_reuse_address = False max_packet_size = 8192 coding='utf-8' request_queue_size = 5 def __init__(self, server_address, connect=True): self.server_address=server_address self.socket = socket.socket(self.address_family, self.socket_type) if connect: try: self.client_connect() except: self.client_close() raise def client_connect(self): self.socket.connect(self.server_address) def client_close(self): self.socket.close() def run(self): while True: inp=input(">>: ").strip() if not inp:continue l=inp.split() cmd=l[0] if hasattr(self,cmd): func=getattr(self,cmd) func(l) def put(self,args): cmd=args[0] filename=args[1] if not os.path.isfile(filename): print('file:%s is not exists' %filename) return else: filesize=os.path.getsize(filename) head_dic={'cmd':cmd,'filename':os.path.basename(filename),'filesize':filesize} print(head_dic) head_json=json.dumps(head_dic) head_json_bytes=bytes(head_json,encoding=self.coding) head_struct=struct.pack('i',len(head_json_bytes)) self.socket.send(head_struct) self.socket.send(head_json_bytes) send_size=0 with open(filename,'rb') as f: for line in f: self.socket.send(line) send_size+=len(line) print(send_size) else: print('upload successful') client=MYTCPClient(('127.0.0.1',8080)) client.run()
四、socket的更多方法介绍
服务端套接字函数 s.bind() 绑定(主机,端口号)到套接字 s.listen() 开始TCP监听 s.accept() 被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来 客户端套接字函数 s.connect() 主动初始化TCP服务器连接 s.connect_ex() connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常 公共用途的套接字函数 s.recv() 接收TCP数据 s.send() 发送TCP数据 s.sendall() 发送TCP数据 s.recvfrom() 接收UDP数据 s.sendto() 发送UDP数据 s.getpeername() 连接到当前套接字的远端的地址 s.getsockname() 当前套接字的地址 s.getsockopt() 返回指定套接字的参数 s.setsockopt() 设置指定套接字的参数 s.close() 关闭套接字 面向锁的套接字方法 s.setblocking() 设置套接字的阻塞与非阻塞模式 s.settimeout() 设置阻塞套接字操作的超时时间 s.gettimeout() 得到阻塞套接字操作的超时时间 面向文件的套接字的函数 s.fileno() 套接字的文件描述符 s.makefile() 创建一个与该套接字相关的文件 sk.bind(address) #s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。 sk.listen(backlog) #开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。 #backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5 #这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列 sk.setblocking(bool) #是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。 sk.accept() #接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。 #接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来 sk.connect(address) #连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。 sk.connect_ex(address) #同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061 sk.close() #关闭套接字 sk.recv(bufsize[,flag]) #接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。 sk.recvfrom(bufsize[.flag]) #与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。 sk.send(string[,flag]) #将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。即：可能未将指定内容全部发送。 sk.sendall(string[,flag]) #将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。 #内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。 sk.sendto(string[,flag],address) #将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。 sk.settimeout(timeout) #设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如 client 连接最多等待5s ） sk.getpeername() #返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。 sk.getsockname() #返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port) sk.fileno() #套接字的文件描述符
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官方文档对socket模块下的socket.send()和socket.sendall()解释如下： socket.send(string[, flags]) Send data to the socket. The socket must be connected to a remote socket. The optional flags argument has the same meaning as for recv() above. Returns the number of bytes sent. Applications are responsible for checking that all data has been sent; if only some of the data was transmitted, the application needs to attempt delivery of the remaining data. send()的返回值是发送的字节数量，这个数量值可能小于要发送的string的字节数，也就是说可能无法发送string中所有的数据。如果有错误则会抛出异常。 – socket.sendall(string[, flags]) Send data to the socket. The socket must be connected to a remote socket. The optional flags argument has the same meaning as for recv() above. Unlike send(), this method continues to send data from string until either all data has been sent or an error occurs. None is returned on success. On error, an exception is raised, and there is no way to determine how much data, if any, was successfully sent. 尝试发送string的所有数据，成功则返回None，失败则抛出异常。 故，下面两段代码是等价的： #sock.sendall('Hello world\n') #buffer = 'Hello world\n' #while buffer: # bytes = sock.send(buffer) # buffer = buffer[bytes:]
五、验证客户端链接的合法性
如果你想在分布式系统中实现一个简单的客户端链接认证功能，又不像SSL那么复杂，那么利用hmac+加盐的方式来实现
#_*_coding:utf-8_*_ from socket import * import hmac,os secret_key=b'linhaifeng bang bang bang' def conn_auth(conn): ''' 认证客户端链接 :param conn: :return: ''' print('开始验证新链接的合法性') msg=os.urandom(32) conn.sendall(msg) h=hmac.new(secret_key,msg) digest=h.digest() respone=conn.recv(len(digest)) return hmac.compare_digest(respone,digest) def data_handler(conn,bufsize=1024): if not conn_auth(conn): print('该链接不合法,关闭') conn.close() return print('链接合法,开始通信') while True: data=conn.recv(bufsize) if not data:break conn.sendall(data.upper()) def server_handler(ip_port,bufsize,backlog=5): ''' 只处理链接 :param ip_port: :return: ''' tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcp_socket_server.bind(ip_port) tcp_socket_server.listen(backlog) while True: conn,addr=tcp_socket_server.accept() print('新连接[%s:%s]' %(addr[0],addr[1])) data_handler(conn,bufsize) if __name__ == '__main__': ip_port=('127.0.0.1',9999) bufsize=1024 server_handler(ip_port,bufsize)
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#_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Linhaifeng' from socket import * import hmac,os secret_key=b'linhaifeng bang bang bang' def conn_auth(conn): ''' 验证客户端到服务器的链接 :param conn: :return: ''' msg=conn.recv(32) h=hmac.new(secret_key,msg) digest=h.digest() conn.sendall(digest) def client_handler(ip_port,bufsize=1024): tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcp_socket_client.connect(ip_port) conn_auth(tcp_socket_client) while True: data=input('>>: ').strip() if not data:continue if data == 'quit':break tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8')) respone=tcp_socket_client.recv(bufsize) print(respone.decode('utf-8')) tcp_socket_client.close() if __name__ == '__main__': ip_port=('127.0.0.1',9999) bufsize=1024 client_handler(ip_port,bufsize)
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#_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Linhaifeng' from socket import * def client_handler(ip_port,bufsize=1024): tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcp_socket_client.connect(ip_port) while True: data=input('>>: ').strip() if not data:continue if data == 'quit':break tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8')) respone=tcp_socket_client.recv(bufsize) print(respone.decode('utf-8')) tcp_socket_client.close() if __name__ == '__main__': ip_port=('127.0.0.1',9999) bufsize=1024 client_handler(ip_port,bufsize) 客户端(非法:不知道加密方式)
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#_*_coding:utf-8_*_ __author__ = 'Linhaifeng' from socket import * import hmac,os secret_key=b'linhaifeng bang bang bang1111' def conn_auth(conn): ''' 验证客户端到服务器的链接 :param conn: :return: ''' msg=conn.recv(32) h=hmac.new(secret_key,msg) digest=h.digest() conn.sendall(digest) def client_handler(ip_port,bufsize=1024): tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM) tcp_socket_client.connect(ip_port) conn_auth(tcp_socket_client) while True: data=input('>>: ').strip() if not data:continue if data == 'quit':break tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8')) respone=tcp_socket_client.recv(bufsize) print(respone.decode('utf-8')) tcp_socket_client.close() if __name__ == '__main__': ip_port=('127.0.0.1',9999) bufsize=1024 client_handler(ip_port,bufsize)
IO多路复用
自己写就算了，直接动用框架比较简单方便。自己写的方式，参考银角大王博客，链接：http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040823.html
六、socketserver
解读socketserver源码 —— https://www.cnblogs.com/dongye95/p/10349296.html
虽说用Python编写简单的网络程序很方便，但复杂一点的网络程序还是用现成的框架比较好。这样就可以专心事务逻辑，而不是套接字的各种细节。SocketServer模块简化了编写网络服务程序的任务。同时SocketServer模块也是Python标准库中很多服务器框架的基础。
socketserver模块可以简化网络服务器的编写，Python把网络服务抽象成两个主要的类，一个是 Server 类，用于处理连接相关的网络操作，另外一个则是 RequestHandler 类，用于处理数据相关的操作。并且提供两个MixIn 类，用于扩展 Server，实现多进程或多线程。
实例1：socketserver演示
import socketserver class MyTCPHandler(socketserver.BaseRequestHandler): """ The request handler class for our server. It is instantiated once per connection to the server, and must override the handle() method to implement communication to the client. """ 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()) #二进制数据也可以upper if __name__ == "__main__": HOST, PORT = "localhost", 9999 # Create the server, binding to localhost on port 9999 server = socketserver.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler) # Activate the server; this will keep running until you # interrupt the program with Ctrl-C server.serve_forever()
让你的socketserver并发起来， 必须选择使用以下一个多并发的类
class socketserver.ForkingTCPServer class socketserver.ForkingUDPServer class socketserver.ThreadingTCPServer class socketserver.ThreadingUDPServer
所以
server = socketserver.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler) #替换为 server = socketserver.ThreadingTCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)
实例2：简单并发实例
#-----------------------------------------------------server.py #----------------------------------------------------- import socketserver class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler): def handle(self): print ("服务端启动...") while True: conn = self.request print (self.client_address) while True: client_data=conn.recv(1024) print (str(client_data,"utf8")) print ("waiting...") conn.sendall(client_data) conn.close() if __name__ == '__main__': server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8091),MyServer) server.serve_forever() #-----------------------------------------------------client.py #----------------------------------------------------- import socket ip_port = ('127.0.0.1',8091) sk = socket.socket() sk.connect(ip_port) print ("客户端启动：") while True: inp = input('>>>') sk.sendall(bytes(inp,"utf8")) if inp == 'exit': break server_response=sk.recv(1024) print (str(server_response,"utf8")) sk.close()
-
# server import socketserver class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler): def handle(self): self.data = self.request.recv(1024).strip() print("{} wrote:".format(self.client_address[0])) print(self.data) self.request.sendall(self.data.upper()) if __name__ == "__main__": HOST, PORT = "127.0.0.1", 9999 # 设置allow_reuse_address允许服务器重用地址 socketserver.TCPServer.allow_reuse_address = True # 创建一个server, 将服务地址绑定到127.0.0.1:9999 server = socketserver.TCPServer((HOST, PORT),Myserver) # 让server永远运行下去，除非强制停止程序 server.serve_forever() # client import socket HOST, PORT = "127.0.0.1", 9999 data = "hello" # 创建一个socket链接，SOCK_STREAM代表使用TCP协议 with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as sock: sock.connect((HOST, PORT)) # 链接到客户端 sock.sendall(bytes(data + "\n", "utf-8")) # 向服务端发送数据 received = str(sock.recv(1024), "utf-8")# 从服务端接收数据 print("Sent: {}".format(data)) print("Received: {}".format(received))
实例3：聊天并发实例
import socketserver class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler): def handle(self): print ("服务端启动...") while True: conn = self.request print (self.client_address) while True: client_data=conn.recv(1024) print (str(client_data,"utf8")) print ("waiting...") server_response=input(">>>") conn.sendall(bytes(server_response,"utf8")) # conn.sendall(client_data) conn.close() # print self.request,self.client_address,self.server if __name__ == '__main__': server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8098),MyServer) server.serve_forever() ########################################## import socket ip_port = ('127.0.0.1',8098) sk = socket.socket() sk.connect(ip_port) print ("客户端启动：") while True: inp = input('>>>') sk.sendall(bytes(inp,"utf8")) server_response=sk.recv(1024) print (str(server_response,"utf8")) if inp == 'exit': break sk.close()
实例3：解决大数据传送和粘包问题
import socketserver import subprocess class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler): def handle(self): while True: conn=self.request conn.sendall(bytes("欢迎登录","utf8")) while True: client_bytes=conn.recv(1024) if not client_bytes:break client_str=str(client_bytes,"utf8") print(client_str) command=client_str result_str=subprocess.getoutput(command) result_bytes = bytes(result_str,encoding='utf8') info_str="info|%d"%len(result_bytes) conn.sendall(bytes(info_str,"utf8")) # conn.recv(1024) conn.sendall(result_bytes) conn.close() if __name__=="__main__": server=socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1",9998),Myserver) server.serve_forever() #####################################client import socket ip_port=("127.0.0.1",9998) sk=socket.socket() sk.connect(ip_port) print("客户端启动...") print(str(sk.recv(1024),"utf8")) while True: inp=input("please input:").strip() sk.sendall(bytes(inp,"utf8")) basic_info_bytes=sk.recv(1024) print(str(basic_info_bytes,"utf8")) # sk.send(bytes('ok','utf8')) result_length=int(str(basic_info_bytes,"utf8").split("|")[1]) print(result_length) has_received=0 content_bytes=bytes() while has_received<result_length: fetch_bytes=sk.recv(1024) has_received+=len(fetch_bytes) content_bytes+=fetch_bytes cmd_result=str(content_bytes,"utf8") print(cmd_result) sk.close()
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