Python进阶开发之网络编程,socket实现在线聊天机器人
系列文章
√第一章 元类编程，已完成 ;
√第二章 网络编程，已完成 ;
本文目录
什么是socket？创建socket客户端创建socket服务端socket工作流程图解socket公共函数汇总实战：搭建在线聊天机器人
. 什么是socket？
说到网络编程，难免要提到socket？
那什么是socket呢，中文名叫"套接字"，更难理解了吧。
通俗来讲，socket表示一个网络连接，通过这个连接，使得主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。
不管是不同主机，还是同一主机。既然是通信，必定有一个发送方，一个接收方。对应一个客户端，和一个服务端。
. 创建socket客户端
- 创建socket，建立连接
1import socket
2
3# 指定IPv4协议（AF_INET），IPv6协议请使用AF_INET6
4# 指定使用TCP协议（SOCK_STREAM），UDP协议请使用SOCK_DGRAM
5sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
6
7# 参数是一个tuple，tuple里指定服务器地址（域名或ip）和端口号
8sock.connect(('www.sina.com.cn', 80))
- 发送数据
1# 注意这里str格式要遵循HTTP协议标准。
2# 注意结尾一定要用 \r\n\r\n
3sock.send("GET / HTTP/1.1\r\nHost: www.sina.com.cn\r\n\r\n".encode("utf-8"))
- 接收数据
1buffer = []
2while True:
3 # 每次最多接收1k字节
4 d = sock.recv(1024)
5 if d:
6 # Python3接收到为bytes类型，要转为str
7 buffer.append(str(d))
8 else:
9 break
10data = ''.join(buffer)
. 创建socket服务端
- 创建socket
1import socket
2
3sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
- 绑定ip和port
1# 注意以元组格式传入，可以是某网卡的公网ip，或0.0.0.0，或127.0.0.1
2sock.bind(('127.0.0.1', 9999))
- 监听端口
1# 指定等待连接的最大数量
2sock.listen(5)
- 接收数据
1while True:
2 # 接受一个新连接，阻塞的，只有接收到新连接才会往下走
3 sock, addr = s.accept()
4 # 每一次连接，都要创建新线程，否则一次只能处理一个连接
5 t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
6 t.start()
- 连接处理函数
1def tcplink(sock, addr):
2 while True:
3 data = sock.recv(1024)
4 if data == 'exit' or not data:
5 break
6 sock.send('Hello, %s!' % data)
7 sock.close()
. socket工作流程图解
. socket公共函数汇总
- 发送数据
1# 发送TCP数据，返回值：发送的字节当量
2sk.send("data string")
3
4# 完整发送TCP数据，频繁调用send方法，确保数据发送完成
5sk.sendall("data string")
6
7# 发送UDP数据
8sk.sendto("data string",address)
- 接收数据
1# 接收TCP数据，一次最大只接收1k数据
2sk.recv(1024)
3
4# 接收UDP数据，一次只接收1k数据，返回值：数据和发送方ip
5(data,address) = sk.recvfrom(1024)
- 获取socket信息
1# 获取远程socket的addr,port
2(addr, port) = sk.getpeername()
3
4# 获取本地socket的addr,port
5(addr, port) = sk.getsockname()
- 获取其他信息
1import socket
2
3# 获取当前主机名
4HostName = socket.gethostname()
5
6# 获取当前主机的ip
7HOST = socket.gethostbyname(HostName)
8
9# 获取当前socket连接的文件描述符
10file_no = sk.fileno()
- 设置socket
1# 设置连接的超时时间
2sk.settimeout(timeout)
3sk.gettimeout()
4
5# 设置为非阻塞模式，默认是0（阻塞）
6# 非阻塞下，accept和recv时一旦无数据，则报错：socket.Error
7sk.setblocking(1)
8
9# 设置socket内部参数，
10# 具体有哪些参数，可以查看socket类的python源码
11sk.setsockopt(level,optname,value)
12sk.getsockopt(level,optname)
. 实战：搭建在线聊天机器人
通过上面的学习，我们知道，同主机下或不同主机下的两个进程要进行通信（TCP/UDP，不管是消息传输还是文件传输），必定要借助socket这个桥梁。
那接下来，我们就一起来完成这个实战项目：在线聊天机器人。
思路：首先，客户端和服务端建立socket连接，然后客户端向服务端发送消息，服务端接收消息，并调用 图灵机器人API接口，获取回复返回给客户端。
在这里，我们需要先去图灵机器人(http://www.tuling123.com)申请帐号，并创建机器人应用，获取授权码。
一切准备就绪，就可以写我们的代码了。
- 客户端
1import socket
2import time
3
4class ChatClient:
5 def __init__(self, username, port):
6 self.username = username
7 self.socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
8 self.socket.connect(("127.0.0.1", port))
9
10 def send_msg(self, msg):
11 self.socket.send("{username}::{msg}".format(username=self.username,msg=msg).encode("utf-8"))
12
13 def recv_msg(self):
14 data=self.socket.recv(1024)
15 if data:
16 print("\n【机器人小图】"+" "+time.strftime('%Y-%m-%d:%H:%M:%S',time.localtime(time.time())))
17 print(data.decode("utf-8"))
18 return True
19 return False
20
21 def main(self):
22 data = self.socket.recv(1024)
23 print(data.decode("utf-8"))
24 msg = input("请输入消息：")
25 self.send_msg(msg)
26 while True:
27 if self.recv_msg():
28 msg=input("\n我：")
29 self.send_msg(msg)
30 if msg == "exit":
31 print("聊天室已关闭")
32 break
33
34if __name__ == '__main__':
35 cc = ChatClient(username="小明", port=9999)
36 cc.main()
- 服务端
1import socket
2import time
3import threading
4import requests
5import json
6
7
8class ChatServer:
9 def __init__(self, port):
10 # 绑定服务器的ip和端口，注意以tuple的形式
11 self.socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
12 self.socket.bind(("0.0.0.0", port))
13 self.socket.listen(5)
14 # 图灵机器人，授权码
15 self.key = "your tuling robot key"
16 print("正在监听 127.0.0.1 ：{}...".format(port))
17
18 def tcplink(self, sock, addr):
19 # 每次连接，开始聊天前，先欢迎下。
20 sock.send("你好，欢迎来到机器人聊天器！".encode("utf-8"))
21 while True:
22 data = sock.recv(1024).decode("utf-8")
23 print(sock.getpeername())
24 print(sock.getsockname())
25 print(sock.fileno())
26 username = data.split("::")[0]
27 msg = data.split("::")[1]
28 if msg == "exit":
29 break
30 if msg:
31 print("【"+username+"】 "+time.strftime('%Y-%m-%d:%H:%M:%S',time.localtime(time.time())))
32 print(msg)
33 response = self.get_response(msg)
34 sock.send(response.encode("utf-8"))
35 sock.close()
36 print("与 {} 结束聊天！".format(username))
37
38 def get_response(self, info):
39 # 调用图灵机器人API
40 url = 'http://www.tuling123.com/openapi/api?key=' + self.key + '&info=' + info
41 res = requests.get(url)
42 res.encoding = 'utf-8'
43 jd = json.loads(res.text)
44 return jd['text']
45
46 def main(self):
47 while True:
48 sock, addr = self.socket.accept()
49 t=threading.Thread(target=self.tcplink, args=(sock, addr))
50 t.start()
51
52if __name__ == '__main__':
53 cs = ChatServer(port=9999)
54 cs.main()
将服务端程序跑起来，然后运行客户端，看下效果。
至此，我们看到我们机器人已经正常和我们调侃。
