网络编程2

内容概要

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• socket套接字
• 代码优化
  • 通信循环
  • 链接循环
  • 半连接池
• 黏包
  • 黏包问题
  • 解决方法
• 代码演示

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内容详情

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socket套接字

# 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 python中使用需要借助socket模块
      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
      """

# socket模块
  cs架构的软件无论是在编写还是运行 都应该先考虑服务端（有了店运营了才可以接待客人）
   
  服务端
  import socket


  server = socket.socket()  # 产生服务端对象（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))  # 绑定地址（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)  # 接收信号状态等待连接（开机）
  """半连接池"""
  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(addr)  # 客户端的地址
  data = sock.recv(1024)  # 接收信息（听别人说话）
  print(data.decode('utf8'))
  sock.send('你好啊'.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（产生客户端对象）
  client.connect(('127.0.0.1', 8080))  # 根据服务端的地址链接

  client.send(b'hello sweet heart!!!')  # 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

###########################
服务端与客户端首次交互
一边是recv那么另一边必须是send
两边不能相同 否则就'冷战'了
###########################  

代码优化

• 通信循环

1.先解决消息固定的问题
  利用input获取用户输入
2.再解决通信循环的问题
  将双方用于数据交互的代码循环起来

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
 
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'))

• 链接循环

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
# 目前我们的服务端只能实现一次服务一个人 不能做到同事服务多个 学了并发才可以实现

• 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

• 黏包问题

data1 = conn.recv(1024)
print(data1)
data2 = conn.recv(1024)
print(data2)
data3 = conn.recv(1024)
print(data3)

client.send(b'hello')
client.send(b'jason')
client.send(b'kevin')
"""
三次打印的结果
  b'hellojasonkevin'
  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
"""

• 解决方法

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!!!

方向:精准获取数据的大小
# struct模块
  import struct

  data1 = 'hello world!'
  print(len(data1))  # 12
  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)  # (12,)


  data2 = 'hello baby baby baby baby baby baby baby baby'
  print(len(data2))  # 45
  res2 = struct.pack('i', len(data2))
  print(len(res2))  # 4
  ret2 = struct.unpack('i', res2)
  print(ret2)  # (45,)


  """
  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

  小问题：负责打包的方法数据量如果特别巨大 是无法打包的
         我们可以换个思路 不直接打包真实数据的长度 而是先弄个字典
         有了字典之后我们不单单可以在字典中放入数据的长度
         还可以携带更多额外的数据

  终极解决方案
    1.先构造一个字典 
      内部存档了真实数据相关的信息
          大小 名称 简介 ...
    2.对字典做打包处理
    3.将固定长度的数据(字典)发送给对方
    4.发送真实的字典数据
    5.发送真实的真正数据
    
    
    1.先接收固定长度的字典包
    2.解析出字典的真实长度
    3.接收字典数据
    4.从字典数据中解析出各种信息
    5.接收真实的数据
  """

代码演示

"""
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
"""
"""
data_dict = {
    'file_name': 'XXX合集.zip',
    'file_desc': '营养快线',
    'file_size': 321312312312312312312312312
}
print(len(data_dict))  # 3
res = struct.pack('i', len(data_dict))
print(len(res))
"""

服务端
import json
import os
import socket
import struct
from socket import SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR

server = socket.socket()
server.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)
server.bind(('127.0.0.1', 8080))
server.listen(5)
while True:
    sock, addr = server.accept()
    print(addr)
    while True:
        try:
            # data = sock.recv(1024)
            # # if len(data) == 0:
            # #     break
            # print(data.decode('utf8'))
            data_dict = {
                'file_name': '龟叔.jpg',
                'file_desc': '图片',
                'file_size': os.path.getsize(
                    r'D:\图\表情\src=http___imagepphcloud.thepaper.cn_pph_image_98_653_671.jpg&refer=http___imagepphcloud.thepaper.jpg')
            }
            dict_json_str = json.dumps(data_dict)
            dict_byes = dict_json_str.encode('utf8')
            dict_package_header = struct.pack('i', len(dict_byes))
            sock.send(dict_package_header)
            sock.send(dict_byes)
            with open(
                    r'D:\图\表情\src=http___imagepphcloud.thepaper.cn_pph_image_98_653_671.jpg&refer=http___imagepphcloud.thepaper.jpg',
                    'rb') as f:
                for line in f:
                    sock.send(line)
            # msg = input('请回复消息>>>:').strip()
            # if len(msg) == 0:
            #     msg = '在忙没空'.encode('utf8')
            # sock.send(msg.encode('utf8'))
        except Exception:
            break

客户端
import json
import socket
import struct

client = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1', 8080))
# while True:
    # msg = input('请输入你需要发送的消息>>>:').strip()
    # if len(msg) == 0:
    #     continue
    # client.send(msg.encode('utf8'))
dict_header_len=client.recv(4)
dict_real_len=struct.unpack('i', dict_header_len)[0]
dict_data_byes=client.recv(dict_real_len)
dict_data=json.loads(dict_data_byes)
print(dict_data)
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)

    # data = client.recv(1024)
    # print(data.decode('utf8'))

client.close()