python3.0_day9_scoket基础之篇
一、socket简单介绍
socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）
1、socket与file区别：
- file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
- socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】
2、socket与TCP/IP关联及区别？
socket：只负责处理数据，不负责数据传输，数据传输是按照TCP/IP协议进行传递
TCP/IP协议：主机如何接入互联网以及接入互联网两台主机通信标准
TCP/IP协议四层架构：数据传输格式：ethernet报头+IP报头+TCP报头+http数据包
socker抽象层：只负责数据处理，不负责数据传递，数据按照TPC/IP协议进行传输
3、简单数据传输：
A：socket-server
import socket ip_port = ('127.0.0.1',1009) # #绑定协议，生成套接字 sk=socket.socket() ##绑定ip+协议+端口：用来唯一标识一个进程，ip_port必须是元组格式 sk.bind(ip_port) #定义最大可以挂起胡链接数 sk.listen(5)
conn,addr = sk.accpet() #conn：表示与客户端连接线路 while True: print('等待客户端发送消息、、、') #接收客户端发来的消息 client_data = conn.recv(1024) #recv：阻塞， print("----->",type(client_data)) print(client_data) #发消息 send_data = client_data.upper() #将客户端接收消息转换至大写字母 print(send_data) #打印出要发给客户端信息 conn.sendall(send_data) #将信息发送给客户端 conn.close() #关闭连接
B:socket_clint
#python3.0：只支持字节方式传递，python2.0：可以按照字符串方式传递
#客户端
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009) #（绑定IP+端口---》必须是一个元祖形式）
#绑定协议，生成套接字
sk = socket.socket()
#链接服务器，如果服务器已经存在一个正常的链接，那么挂起
sk.connect(ip_port)
#发消息
send_data = input(">>:").strip() #去除输入空的
#客户端发送消息至服务器端
sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8')) #python3.0：只支持字节方式传递，python2.0：可以按照字符串方式传递
#接收服务器端返回数据
server_reply = sk.recv(1024)
# print("---->",type(server_reply))
#将字节转换至字符串形式
print(str(server_reply,encoding='utf-8'))
# print(server_reply)
sk.close() #关闭连接
【1、套接字错误：python3.5版本后套接字只能发字节数（bytes），不能发字符串，在python2.7中支持发字符串形式(str)
2、退出只在客户端退出就ok了
3、S.accept()和s.recv()是堵塞（基于链接正常）
4、listen(n)：n代表：能挂起的链接数，如果n=1，代表可以链接的一个，挂起一个，第三个拒绝链接】
二、socket参数
绑定协议，生成套接字规则：sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)
参数一：地址簇
socket.AF_INET IPv4（默认）
socket.AF_INET6 IPv6
socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信
参数二：类型
socket.SOCK_STREAM 流式socket , for TCP （默认）
socket.SOCK_DGRAM 数据报式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW 原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
socket.SOCK_RDM 是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务
参数三：协议
0 （默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议
2、socket参数详解：
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
1、客户端与服务器多次传输数据
A：客户端
#客户端
#增加客户端重复发送数据
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
#绑定协议，生成套接字
sk = socket.socket()
#链接服务器，如果服务器已经存在一个正常的链接，那么挂起
sk.connect(ip_port)
#发消息
while True:
send_data = input(">>:").strip() #去除输入空的
#客户端发送消息至服务器端
sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8')) #python3.0：只支持字节方式传递，python2.0：可以按照字符串方式传递
#接收服务器端返回数据
server_reply = sk.recv(1024)
#将字节转换至字符串形式
print(str(server_reply,encoding='utf-8'))
sk.close() #关闭套接字
B：服务器端：
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
# #绑定协议，生成套接字
sk=socket.socket()
##绑定ip+协议+端口：用来唯一标识一个进程，ip_port必须是元组格式
sk.bind(ip_port)
#定义最大可以挂起胡链接数
sk.listen(5)
conn, addr = sk.accept() # conn：表示与客户端连接线路
while True:
print('等待客户端发送消息、、、')
#接收客户端发来的消息
client_data = conn.recv(1024) #recv：阻塞，
print("----->",type(client_data))
print(client_data)
#发消息
send_data = client_data.upper() #将客户端接收消息转换至大写字母
print(send_data) #打印出要发给客户端信息
conn.sendall(send_data) #将信息发送给客户端
conn.close() #关闭连接
2、客户端与服务器多次传输数据（优化2）
客户端：
#客户端
#增加客户端重复发送数据
#增加：如果客户端输入字符串长度为0，程序则会跳出本次循环
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
#绑定协议，生成套接字
sk = socket.socket()
#链接服务器，如果服务器已经存在一个正常的链接，那么挂起
sk.connect(ip_port)
#发消息
while True:
send_data = input(">>:").strip() #去除输入空的
# 如果发送字符长度为0，则终止下面程序运行
# if len(send_data) == 0:break #当服务器端为配置此项，客户端开始输入字符长度为0，则服务器端出现死循环
if len(send_data) == 0:continue #当客户端输入字符串长度为0，则跳出本次循环，执行下面语句
#客户端发送消息至服务器端
sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8')) #python3.0：只支持字节方式传递，python2.0：可以按照字符串方式传递
if send_data == 'exit':break
#接收服务器端返回数据
server_reply = sk.recv(1024)
#将字节转换至字符串形式
print(str(server_reply,encoding='utf-8'))
sk.close() #关闭套接字
服务器端：
#服务器端
#增加：异常处理逻辑，捕获异常信息
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',1009)
# #绑定协议，生成套接字
sk=socket.socket()
##绑定ip+协议+端口：用来唯一标识一个进程，ip_port必须是元组格式
sk.bind(ip_port)
#定义最大可以挂起胡链接数
sk.listen(5)
conn, addr = sk.accept() # conn：表示与客户端连接线路
while True:
try:
print('等待客户端发送消息、、、')
#接收客户端发来的消息
client_data = conn.recv(1024) #recv：阻塞，
print("----->",type(client_data))
if str(send_data,encoding='utf-8')== 'exit': break
print(client_data)
#发消息
send_data = client_data.upper() #将客户端接收消息转换至大写字母
print(send_data) #打印出要发给客户端信息
conn.sendall(send_data) #将信息发送给客户端
except Exception:
break
conn.close() #关闭连接
3、 服务器与多个客户端连接，当其中一个客户端断开之后，服务器继续连接下一个请求
A：服务器：
#解决问题：服务器连接多个请求时，当一个请求断开后，服务器继续连接下一个请求
#增加代码：在服务器端，对conn进行重复连接，并在运用try except
#服务器
import socket
import subprocess
ip_dum =('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket() #建立socket连接
# print(s) <socket.socket fd=220, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0>
#买手机卡
s.bind(ip_dum)
#开机
s.listen(5) #设置拦截数量
#等待电话
while True: #循环连接
conn,addr = s.accept() #conn表示
#接消息
while True:
try: #解决功能：当客户端断开后，重新链接下一个请求
recv_data = conn.recv(1024)
print("--->",type(recv_data))
if len(recv_data) ==0:break #当客户端输入长度为0，则跳过本次循环
#if str(recv_data,encoding='utf-8') == 'exit':break
#发信息 如果客户端输出错误信息，则将错误信息提示，并
#p = subprocess.Popen(str(recv_data,encoding='utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE)
send_data = recv_data.upper()
print(send_data)
conn.sendall(send_data)
except Exception:
break #异常时，直接退出
#挂电话
conn.close()
B：客户端01：
#客户端：
import socket
ip_dum = ('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket()
print(s)
#拨号
s.connect(ip_dum)
#发消息
while True:
send_data =input(">>:").strip()
if len(send_data)=='exit':break
if len(send_data) ==0:continue #当客户端输入长度为0，则跳过本次循环
s.send(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
if send_data == 'exit':break
#接收消息
rece_data = s.recv(1024)
print(str(rece_data,encoding='utf-8'))
#关闭
s.close()
C：客户端02
#客户端：
import socket
ip_dum = ('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket()
print(s)
#拨号
s.connect(ip_dum)
#发消息
while True:
send_data =input(">>:").strip()
if len(send_data)=='exit':break
if len(send_data) ==0:continue #当客户端输入长度为0，则跳过本次循环
s.send(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
if send_data == 'exit':break
#接收消息
rece_data = s.recv(1024)
print(str(rece_data,encoding='utf-8'))
#关闭
s.close()
4、socket与windows简单交互
A：服务器
#解决功能：用socket与windows进行交互，并将windows编码格式gbk-->str--->utf-8传给的客户端
#客户端输错命令时服务器端给错误提示并将结果返回给客户端
#服务器
import socket
import subprocess #执行命令
ip_dum =('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket() #建立socket连接
# print(s) <socket.socket fd=220, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0>
#买手机卡
s.bind(ip_dum)
#开机
s.listen(5) #设置拦截数量
#等待电话
while True: #
conn,addr = s.accept() #conn表示
#接消息
while True:
try: #解决功能：当客户端断开后，重新链接下一个请求
recv_data = conn.recv(1024)
print("--->",type(recv_data))
if len(recv_data) ==0:break #当客户端输入长度为0，则跳过本次循环
#if str(recv_data,encoding='utf-8') == 'exit':break
#发信息 如果客户端输出错误信息，则将错误信息提示，
p = subprocess.Popen(str(recv_data,encoding='utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE)#执行系统命令，windows平台
ret = p.stdout.read() #获取标准输出,获取windows输出数字并赋值给ret #命令的标准输出是gbk编码，需要转换至utf8
if len(ret)==0: ##执行错误命令，标准输出为空，
send_data='cmd error'
else:
send_data = str(ret,encoding='gbk') #windows下输出gbk方式
print(send_data)
conn.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8')) #j将gbk编码--》str---》字节utf8编码，python3.5:支持字符码形式进行传递值，将返回数据发送给客户端
except Exception:
break #异常时，直接退出
#挂电话
conn.close()
B：客户端：
#客户端：
import socket
ip_dum = ('127.0.0.1',9999)
#买手机
s = socket.socket()
print(s)
#拨号
s.connect(ip_dum)
#发消息
while True:
send_data =input(">>:").strip()
if len(send_data)=='exit':break
if len(send_data) ==0:continue #当客户端输入长度为0，则跳过本次循环
s.send(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
if send_data == 'exit':break
#接收消息
rece_data = s.recv(1024) #recv：堵塞，当服务器返回一个空值，客户端则recv堵塞
print(str(rece_data,encoding='utf-8'))
#关闭
s.close()
三、socker粘包解析
A:socker-server
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
import subprocess #导入执行命令模块
ip_port=('127.0.0.1',9999) #定义元祖
#买手机
s=socket.socket() #绑定协议，生成套接字
s.bind(ip_port) #绑定ip+协议+端口：用来唯一标识一个进程，ip_port必须是元组格式
s.listen(5) #定义最大可以挂起胡链接数
#等待电话
while True: #用来重复接收新的链接
conn,addr=s.accept() #接收客户端胡链接请求，返回conn（相当于一个特定胡链接），addr是客户端ip+port
#收消息
while True: #用来基于一个链接重复收发消息
try: #捕捉客户端异常关闭（ctrl+c）
recv_data=conn.recv(1024) #收消息，阻塞
if len(recv_data) == 0:break #客户端如果退出，服务端将收到空消息，退出
#发消息
p=subprocess.Popen(str(recv_data,encoding='utf8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE) #执行系统命令，windows平
# 台命令的标准输出是gbk编码，需要转换
res=p.stdout.read() #获取标准输出
if len(res) == 0: #执行错误命令，标准输出为空，
send_data='cmd err'
else:
send_data=str(res,encoding='gbk') #命令执行ok，字节gbk---->str---->字节utf-8
send_data=bytes(send_data,encoding='utf8')
#解决粘包问题
ready_tag='Ready|%s' %len(send_data)
conn.send(bytes(ready_tag,encoding='utf8')) #发送数据长度
feedback=conn.recv(1024) #接收确认信息
feedback=str(feedback,encoding='utf8')
if feedback.startswith('Start'):
conn.send(send_data) #发送命令的执行结果
except Exception:
break
#挂电话
conn.close()
B:socker-cilent
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9999)
#买手机
s=socket.socket()
#拨号
s.connect(ip_port) #链接服务端，如果服务已经存在一个好的连接，那么挂起
while True: #基于connect建立的连接来循环发送消息
send_data=input(">>: ").strip()
if send_data == 'exit':break
if len(send_data) == 0:continue
s.send(bytes(send_data,encoding='utf8'))
#解决粘包问题
ready_tag=s.recv(1024) #收取带数据长度的字节：Ready|9998
ready_tag=str(ready_tag,encoding='utf8')
if ready_tag.startswith('Ready'):#Ready|9998
msg_size=int(ready_tag.split('|')[-1]) #获取待接收数据长度
start_tag='Start'
s.send(bytes(start_tag,encoding='utf8')) #发送确认信息
#基于已经收到的待接收数据长度，循环接收数据
recv_size=0
recv_msg=b''
while recv_size < msg_size:
recv_data=s.recv(1024)
recv_msg+=recv_data
recv_size+=len(recv_data)
print('MSG SIZE %s RECE SIZE %s' %(msg_size,recv_size))
print(str(recv_msg,encoding='utf8'))
#挂电话
s.close()
三、socket-server
1、SocketServer内部使用 IO多路复用 以及 “多线程” 和 “多进程” ，从而实现并发处理多个客户端请求的Socket服务端。即：每个客户端请求连接到服务器时，Socket服务端都会在服务器是创建一个“线程”或者“进 程” 专门负责处理当前客户端的所有请求。
2、python3.0与python2.7关于socketserver差异：
A：python3.0中导入socketserver中server为小写
B：python2.7中打入SocketServer中Server需要大写
2）socketserver实现多并发：
socketserver :
import socketserver
#每一次新连接进来就实例化Myserver类
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):#继承父类：socketserver.BaseRequestHandler中所有方法
def handle(self): #方法名字必须是：handle，因为基类已写好
self.request.sendall(bytes("欢迎致电中国银行",encoding='utf-8')) #server ---->client
while True:
data = self.request.recv(1024) #接收消息
print("[%s] says:%s"%(self.client_address,data.decode()))
self.request.sendall(data.upper()) #self.request ==conn 建立连接并将信息发送给客户端
if __name__ =='__main__':
server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',9999),Myserver) #将Myserver实例化
server.serve_forever() #serve_forever循环等待新连接
socketclient:
import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9999)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
sk.settimeout(5)
#发消息
welcome_msg = sk.recv(1024)
print("from server:",welcome_msg.decode())
while True:
send_data = input(">>:").strip()
if len(send_data)=='0':continue
sk.sendall(bytes(send_data,encoding='utf-8'))
#收消息
recv_data = sk.recv(1024)
print(str(recv_data,encoding='utf-8'))
sk.close()
3)解决多并发时其中一个客户端断了，服务器仍然继续工作，不出现死循环
解决方法：在接收客户端发来的消息中，判断消息的长度是否为0，如为0则break
import socketserver
#每一次新连接进来就实例化Myserver类
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):#继承父类：socketserver.BaseRequestHandler中所有方法
def handle(self): #方法名字必须是：handle，因为基类已写好
self.request.sendall(bytes("欢迎致电中国银行",encoding='utf-8')) #server ---->client
while True:
data = self.request.recv(1024) #接收消息
print("--->",len(data)) #打印接收消息长度
if len(data) =='0':break #判断接收消息长度为0，则结束
print("[%s] says:%s"%(self.client_address,data.decode()))
self.request.sendall(data.upper()) #self.request ==conn 建立连接并将信息发送给客户端
if __name__ =='__main__':
server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',9999),Myserver) #将Myserver实例化
server.serve_forever() #serve_forever循环等待新连接
4）
