Socket介绍、Socket代码示例、粘包现象解释

socket的功能是把tcp/ip协议层的各种数据封装、数据发送、接受等功能封装。

服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

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(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
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

# tcp服务器端
from socket import *

phone = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
phone.bind(('127.0.0.1', 8081))
phone.listen(5)

conn, addr = phone.accept()
while True:
    data = conn.recv(1024)
    print('server===>')
    print(data.decode(encoding="utf-8"))
    conn.send(data.upper())
conn.close()
phone.close()

 

#tcp客户端
from socket import *

phone = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1', 8081))

while True:
    data = input("输入要发送的数据：")
    data_bin = data.encode(encoding="utf-8")
    phone.send(data_bin)
    rececive = phone.recv(1024)

udp是无链接的，先启动哪一端都不会报错

# udp服务端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8082))
while True:
    msg,addr=phone.recvfrom(1024)
    phone.sendto(msg.upper(),addr)

from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:
    msg=input('>>: ')
    phone.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8082))
    msg,addr=phone.recvfrom(1024)
    print(msg)

粘包现象：tcp协议的现象

缓冲区：

tcp是面向流的协议，发送端可以是1K、1K的发送数据，接收端可以2K、2K地接受数据，甚至一次3K或5K，当然一个接收一个字节也是可以。也就是说应用程序看到的是一个整体，并不知道一个消息是多长，这就容易出现粘包现象（一个消息长度超过了一次可以接收的最大长度，第一次接收只收到了一半，当第二次接收时本想拿到第二个消息，但拿到的是存在缓存区的第一个消息的后半部分。

而udp协议是面向消息的，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。但udp协议会丢数据（一次recvfrom没有接受完来自服务端的一个消息）。

struct模块 解决粘包现象

该模块可以把一个类型，如数字，转成固定长度的bytes。

# 客户端
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)
    # 此时接收到的是服务端发送的要返回消息的长度
    # 这个长度消息被struct.pack编码成长度为4的bytes
    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

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()