[python]初探socket

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1.什麼是socket？

Socket中文譯作：通訊端，但是大家一般約定俗稱的都用：socket。我想在解釋socket是什麼之前，先說它是用來幹嘛的：socket是來建立‘通訊’的基礎，建立串連，傳輸資料————‘通訊端點’。

我的理解：每個socket對象就是一個抽象的‘通訊對象’，而‘通訊對象’做的事情就是發送或者接受資訊。就想生活中：每個連網的電腦就是一個socket對象，每個打電話的人也是一個socket對象。

每個程式設計語言幾乎都現成的socket類，為什嗎？你見過不能上網的電腦嗎～有了socket類，我們只需要調用這個類就能愉快的進行網路編程了，也就是接下來要說的：python中的socket編程。

2.python中的socket編程

正如上面說的一樣，socket是傳輸資料的，傳輸資料是如何傳送？要效率還是要準確性？所以socket分為兩種：連線導向和無串連。

1. 連線導向：使用的TCP協議，就是在傳輸資料之前，先建立可靠的串連，然後資料以位元組流的形式傳輸。從而保證了資料的可靠、不重複、有序性。因為是位元組流，所以沒有資料邊界，可以把一份資料拆分成多份，這樣有利於傳輸的效率。

2. 無串連：使用的UDP協議，傳輸資料之前不需要建立串連，資料以報文的形式傳輸。

總結： 兩者的區別在於——是否建立串連；資料轉送的形式（報文或者資料流）

TCP Socket

TCP Socket通訊流程圖：

下面就是使用python語言，編寫伺服器端的例子：

# coding: utf-8#  伺服器端代碼import socketprint ‘我是服務端！‘HOST = ‘‘                 PORT = 50007              s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 建立TCP socket對象s.bind((HOST, PORT))  # 綁定地址s.listen(1)  # 監聽TCP，1代表：最多允許1個串連同時連進來conn, addr = s.accept()  # 開始被動接受TCP用戶端的串連。print ‘串連的地址‘, repr(addr)while 1:    data = conn.recv(1024)  # 接受TCP資料，1024表示緩衝區的大小    if not data: break    print ‘接收到:‘, repr(data)    conn.sendall(data)  # 把從用戶端接收來的資料完整的，發送給用戶端conn.close()  

現在伺服器端的TCP socket已經開始監聽：50007連接埠，等待用戶端的串連。接下來就是寫用戶端的socket，讓這兩個soket串連起來，產生通訊。

# coding: utf-8import socketprint ‘我是用戶端！‘HOST = ‘localhost‘    # 伺服器的ipPORT = 50007              # 需要已連線的服務器的連接埠s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)s.connect((HOST, PORT))print "發送‘hello world‘"s.sendall(‘Hello, world‘)  # 發送‘Hello，world’給伺服器data = s.recv(1024)s.close()print ‘接收到‘, repr(data)  # 列印從伺服器接收回來的資料

讓他們跑起來：

1. python server.py，先運行伺服器端的代碼
2. 再開一個終端，python client.py，運行用戶端的代碼
3. 結果如下：
   

UDP Socket

UDP是無串連，同時發送的是報文，所以和TCP Socket有一些不一樣的地方，參照下面socket的方法和屬性工作表，修改上面的代碼就可以了。

1.Socket類型

通訊端格式：
socket(family, type[,protocal])使用給定的地址族、通訊端類型、協議編號（預設為0）來建立通訊端。

地址族

地址族	描述
socket.AF_UNIX	只能夠用於單一的Unix系統處理序間通訊(本地通訊)
socket.AF_INET	伺服器之間網路通訊
socket.AF_INET6	使用IPv6地址，進行通訊

通訊端類型

通訊端類型	描述
socket.SOCK_STREAM	流式socket，用於TCP
socket.SOCK_DGRAM	資料報式socket，用於UDP

執行個體

執行個體	描述
建立TCP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
建立UDP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

2.Socket函數

1. TCP發送資料時，已建立好TCP串連，所以不需要指定地址。UDP是面向不需連線的，每次發送要指定是發給誰。
2. 服務端與用戶端不能直接發送列表，元組，字典。只能傳字串(repr(data)或str(data))。

服務端socket函數

服務端socket函數	描述
s.bind(address)	將通訊端綁定到地址, 在AF_INET下,以元組（host,port）的形式表示地址.
s.listen(backlog)	開始監聽TCP傳入串連。backlog指定在拒絕串連之前，作業系統可以掛起的最大串連數量。該值至少為1，大部分應用程式設為5就可以了。
s.accept()	接受TCP串連並返回（conn,address）,其中conn是新的通訊端對象，可以用來接收和發送資料。address是串連用戶端的地址。

用戶端socket函數

用戶端socket函數	描述
s.connect(address)	串連到address處的通訊端。一般address的格式為元組（hostname,port），如果串連出錯，返回socket.error錯誤。
s.connect_ex(adddress)	功能與connect(address)相同，但是成功返回0，失敗返回errno的值。

公用socket函數

公用socket函數	描述
s.recv(bufsize[,flag])	接受TCP通訊端的資料。資料以字串形式返回，bufsize指定要接收的最大資料量。flag提供有關訊息的其他資訊，通常可以忽略。
s.send(string[,flag])	發送TCP資料。將string中的資料發送到串連的通訊端。傳回值是要發送的位元組數量，該數量可能小於string的位元組大小。
s.sendall(string[,flag])	完整發送TCP資料。將string中的資料發送到串連的通訊端，但在返回之前會嘗試發送所有資料。成功返回None，失敗則拋出異常。
s.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP通訊端的資料。與recv()類似，但傳回值是（data,address）。其中data是包含接收資料的字串，address是發送資料的通訊端地址。
s.sendto(string[,flag],address)	發送UDP資料。將資料發送到通訊端，address是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。傳回值是發送的位元組數。
s.close()	關閉通訊端。
s.getpeername()	返回串連通訊端的遠程地址。傳回值通常是元組（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回通訊端自己的地址。通常是一個元組(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)	設定給定通訊端選項的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回通訊端選項的值。
s.settimeout(timeout)	設定通訊端操作的逾時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值為None表示沒有逾時期。一般，逾時期應該在剛建立通訊端時設定，因為它們可能用於串連的操作（如connect()）
s.gettimeout()	返回當前逾時期的值，單位是秒，如果沒有設定逾時期，則返回None。
s.fileno()	返回通訊端的檔案描述符。
s.setblocking(flag)	如果flag為0，則將通訊端設為非阻塞模式，否則將通訊端設為阻塞模式（預設值）。非阻塞模式下，如果調用recv()沒有發現任何資料，或send()調用無法立即發送資料，那麼將引起socket.error異常。
s.makefile()	建立一個與該通訊端相關連的檔案

TODO

粘包，分包，非阻塞socket，實現全雙工系統？

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