Python socket，pythonsocket

Python socket，pythonsocket

Python的網路編程主要支援兩種網路通訊協定：TCP和UDP。這兩種協議都通過叫Socket的編程抽象進行處理。Socket起源於Unix，是類似於檔案的存在，可以像檔案一樣進行I/O、開啟、關閉等操作，最主要的是它可以實現網路上不同主機的處理序間通訊，所以基本上Socket是任何一種網路通訊中最基礎的內容。

Python中建立一個通訊端很簡單：

import sockets = socket.socket(family, type)

地址族

family為地址族，該族指定要使用的網路通訊協定，主要使用的有：

• AF_INET：IPv4協議(TCP，UDP)
• AF_INET6：IPv6協議(TCP，UDP)
• AF_UNIX：UNIX域協議，用於同一台機器的進程間通訊

通訊端類型

type為通訊端類型，指定給定的協議組中使用的通訊類型：

• SOCK_STREAM：用於TCP
• SOCK_DGRAM：用於UDP

TCP和UDP都是基於Client/Server的編程模型，所以Socket編程也分為用戶端和伺服器端，以TCP為例：

TCP用戶端編程

要擷取遠程主機的ip地址，可以使用socket標準庫提供的gethostbyname()方法：

>>> import socket>>> socket.gethostbyname('www.baidu.com')'115.239.211.112'

socket通訊端執行個體s可用於用戶端的方法有以下幾個：

• s.connect(addr)：串連伺服器端通訊端。addr格式取決於地址族，對於IPv4來說，是一個包含ip地址與連接埠的元組，(host, port)。串連失敗會報socket.error錯誤。
• s.sendall(string)：嘗試發送所有資料，成功則返回None，失敗則報異常。
• s.recv(bufsize)：接收資料，bufsize指定接收的最大資料量。
• s.close()：關閉通訊端

OK，現在可以用socket向遠程主機發送一個HTTP GET請求了：

# -*- coding: utf-8 -*-import sockets = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #建立通訊端host = 'www.baidu.com'port = 80ip = socket.gethostbyname(host)  #擷取ips.connect((ip, port))  #建立串連message = 'GET / HTTP/1.1\r\n\r\n's.sendall(message)  #發送GET請求r = s.recv(4096)    #接收資料print rs.close()    #關閉通訊端

返回：

HTTP/1.1 302 Moved TemporarilyDate: Wed, 10 Jan 2018 18:56:45 GMTContent-Type: text/htmlContent-Length: 225Connection: Keep-AliveLocation: http://www.baidu.com/search/error.htmlServer: BWS/1.1X-UA-Compatible: IE=Edge,chrome=1BDPAGETYPE: 3Set-Cookie: BDSVRTM=0; path=/

下面我們可以實現自己的伺服器。

TCP伺服器端編程

Socket執行個體與伺服器端編程有關的方法有以下幾個：

• s.bind(addr)：addr也是(host, port)形式的元組，將通訊端綁定到特定的地址和連接埠上。Null 字元串表示任意地址，'broadcast'可以用做發送廣播資訊。
• s.listen(backlog)：開始監聽串連，backlog為最大掛起串連次數。
• s.accept：返回元組(conn，addr)，conn為新的通訊端，可以用來發送和接收資料。addr是用戶端的通訊端地址。
• s.recv()、s.sendall()和s.close()與用戶端同。

現在寫一個將用戶端發送來的資訊發送回去的伺服器：

# -*- coding: utf-8 -*-import socketimport sys HOST = ''   PORT = 8088s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)s.bind((HOST, PORT))s.listen(5)print '開始監聽'conn, addr = s.accept()print 'Connected with ' + addr[0] + ':' + str(addr[1])data = conn.recv(1024)conn.sendall(data)conn.close()s.close()

運行：

>>> 開始監聽

伺服器開始監聽串連了。修改一下剛才寫的用戶端程式：

# -*- coding: utf-8 -*-import sockets = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)host = 'localhost'port = 8088s.connect((host, port))  #建立串連message = 'GET / HTTP/1.1\r\n\r\n's.sendall(message)  #發送GET請求r = s.recv(4096)    #接收資料print rs.close()    #關閉通訊端

運行，串連本地的伺服器，伺服器端輸出：

>>> 開始監聽Connected with 127.0.0.1:60933

串連成功。用戶端輸出：

>>> GET / HTTP/1.1

發送的訊息被返回了。

這就是一個最簡單的伺服器了。上述伺服器只能處理一次串連，這顯然不是我們想看到的，保持一直運行：

# -*- coding: utf-8 -*-import socketimport sys HOST = ''   PORT = 8088s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)s.bind((HOST, PORT))s.listen(5)print '開始監聽'while True:    conn, addr = s.accept()    print 'Connected with ' + addr[0] + ':' + str(addr[1])    data = conn.recv(1024)    conn.sendall(data)    conn.close()s.close()

現在就可以使用用戶端無限串連了：

>>> 開始監聽Connected with 127.0.0.1:61240Connected with 127.0.0.1:61242Connected with 127.0.0.1:61245Connected with 127.0.0.1:61250

伺服器端多執行緒串連

現在伺服器端雖然可以處理無限多個串連，但只能一個一個的處理，後面的用戶端串連只能等待前面的串連完成才能發送資料。要同時處理多個串連，可以使用多線程。伺服器端接收到新的串連後，開啟一個線程處理新串連，主線程去建立下一個串連。

伺服器端：

# -*- coding: utf-8 -*-import socketimport threadingHOST = ''   PORT = 8088s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)s.bind((HOST, PORT))s.listen(5)print '開始監聽'def runThread(conn):    data = conn.recv(1024)    print data    conn.sendall(data)    conn.close()while True:    conn, addr = s.accept()    print 'Connected with ' + addr[0] + ':' + str(addr[1])    t = threading.Thread(target=runThread, args=(conn,))    t.daemon = True    t.start()

用戶端啟動多個串連：

# -*- coding: utf-8 -*-import socketimport timeimport threadingdef run():    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)    host = 'localhost'    port = 8088    s.connect((host, port))     message = 'GET / HTTP/1.1\r\n\r\n'    s.sendall(message)     print s.recv(4096)        s.close()                if __name__ == '__main__':    for i in xrange(4):        t = threading.Thread(target=run)        t.start()

運行：

開始監聽Connected with 127.0.0.1:61772GET / HTTP/1.1Connected with 127.0.0.1:61773GET / HTTP/1.1Connected with 127.0.0.1:61774GET / HTTP/1.1Connected with 127.0.0.1:61775GET / HTTP/1.1

UDP編程

UDP與TCP的不同之處在於UDP是不用建立串連的。

在此需要使用s.recvfrom()與s.sendto()方法，前者與s.recv()相同，但返回(data, addr)的元組，addr為資料發送端的通訊端地址，後者發送資料時需要加入要發送的遠程地址。

伺服器：

# -*- coding: utf-8 -*-import sockets = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)s.bind(('', 10000))while True:    data, addr = s.recvfrom(1024)    print '接收到%s的串連'%str(addr)    s.sendto(data, addr)

用戶端：

# -*- coding: utf-8 -*-import sockets = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)s.sendto('Hello World', ('localhost', 10000))r, addr = s.recvfrom(1024)print rs.close()

運行：

>>> 接收到('127.0.0.1', 64112)的串連>>> Hello World