Python实现局域网内屏幕广播的技术要点分析（转载）
为更好地保证教学质量和提高学生的学习积极性，我使用Python开发了一套课堂教学管理系统，具有在线点名、在线答疑、随机提问、在线作业管理、在线自测、在线考试、数据汇总、试卷生成、屏幕广播等功能，教师端运行界面如下图所示：
该系统投入使用已有4个学期，效果非常好，不仅可以满足上课的各种需要，还可以作为“Python程序设计”课程的一个完整教学案例讲给学生，适用教材包括《Python程序设计基础》（董付国编著，清华大学出版社）、《Python程序设计（第2版）》（董付国
编著，清华大学出版社）、《Python可以这样学》（董付国著，清华大学出版社）。本文重点介绍屏幕广播功能的技术要点，本系统界面使用tkinter编写，使用扩展库pillow实现屏幕截图，使用socket实现屏幕截图的传送，使用多线程技术实现多客户端的数据传
输，文中略去了有关标准库和扩展库的导入代码。
1、学生端启动之后，监听UDP端口1000，等待教师端发送屏幕广播指令，代码如下：
def udpListen(): sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 监听本机10000端口 sock.bind(('',10000)) while True: data, addr = sock.recvfrom(100) # 收到服务器发来的广播指令 if data == b'startBroadCast': threading.Thread(target=receiveBroadCast).start() sock.close() threading.Thread(target=udpListen).start()
2、教师端通过界面上的按钮“开始屏幕广播”给局域网内所有学生端发送指令，同时监听TCP端口10001，等待学生端的连接，然后给每一个学生端连接发送本机屏幕截图，每0.5秒刷新一次。代码如下：
broadcasting = False def broadcast(conn): global broadcasting while broadcasting: time.sleep(0.8) image = ImageGrab.grab() size = image.size imageBytes = image.tobytes() length = len(imageBytes) # 通知将要开始发送截图 conn.send(b'*****') fhead = struct.pack('I32sI', length, str(size).encode(), len(str(size).encode())) conn.send(fhead) conn.send(imageBytes) else: conn.send(b'#####') conn.close() def broadcastMain(): '''广播屏幕截图的主线程函数''' global sockBroadCast sockBroadCast = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) sockBroadCast.bind(('', 10001)) sockBroadCast.listen(150) while broadcasting: try: conn, addr = sockBroadCast.accept() except: return threading.Thread(target=broadcast, args=(conn,)).start() else: sockBroadCast.close() def onbuttonStartBroadCastClick(): global broadcasting broadcasting = True # 启动服务器广播线程 threading.Thread(target=broadcastMain).start() # 通知客户端开始接收广播 sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) IP = socket.gethostbyname(socket.gethostname()) IP = IP[:IP.rindex('.')]+'.255' sock.sendto(b'startBroadCast', (IP, 10000)) buttonStopBroadCast['state'] = 'normal' buttonStartBroadCast['state'] = 'disabled' buttonStartBroadCast = tkinter.Button(root, text='开始屏幕广播', command=onbuttonStartBroadCastClick) buttonStartBroadCast.place(x=20, y=380, width=100, height=30) def onbuttonStopBroadCastClick(): global broadcasting broadcasting = False sockBroadCast.close() buttonStopBroadCast['state'] = 'disabled' buttonStartBroadCast['state'] = 'normal' buttonStopBroadCast = tkinter.Button(root, text='结束屏幕广播', command=onbuttonStopBroadCastClick) buttonStopBroadCast['state'] = 'disabled' buttonStopBroadCast.place(x=130, y=380, width=100, height=30)
3、学生端收到教师端通过UDP广播发送的屏幕广播指令之后，创建TCP Socket，连接教师端，并接收教师端发来的屏幕截图，然后使用创建顶端显示的tkinter界面用来显示屏幕截图。主要功能代码如下：
# 使用TCP接收广播 def receiveBroadCast(): # 获取屏幕尺寸，创建顶端显示的无标题栏窗体 screenWidth = 640 screenHeight = 480 top = tkinter.Toplevel(root, width=screenWidth, height=screenHeight) top.overrideredirect(True) # 顶端显示 top.attributes('-topmost', 1) # 创建画布，用来显示图像 canvas = tkinter.Canvas(top, bg='white', width=screenWidth, height=screenHeight) canvas.pack(fill=tkinter.BOTH, expand=tkinter.YES) sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) serverIP = entryServerIP.get() # 连接服务器10001端口，失败直接返回 try: sock.connect((serverIP, 10001)) except: print('error') top.destroy() return # 接收服务器指令 # *****表示开始传输一个新的截图 # #####表示本次广播结束 while True: data = sock.recv(5) if data == b'*****': # 接收服务器发来的一屏图像 # 图像大小，字节总数量 len_head = struct.calcsize('I32sI') data = sock.recv(len_head) length, size, sizeLength = struct.unpack('I32sI', data) length = int(length) size = eval(size[:int(sizeLength)]) rest = length image = [] while True: if rest == 0: break elif rest > 40960: temp = sock.recv(40960) rest -= len(temp) image.append(temp) else: temp = sock.recv(rest) rest -= len(temp) image.append(temp) image = b''.join(image) # 更新显示 image = Image.frombytes('RGB', size, image) image = image.resize((screenWidth, screenHeight)) image = ImageTk.PhotoImage(image) try: canvas.delete(imageId) except: pass imageId = canvas.create_image(screenWidth//2, screenHeight//2, image=image) elif data == b'#####': # 广播结束 break # 本次广播结束，关闭窗口 sock.close() top.destroy()
