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    Python基于socket实现TCP/IP客户和服务器通信

    作者:一天一篇Python库 时间:2021-08-10 17:52

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    • 前言
    • 简单的搭建服务器与客户端
      • 服务器
      • 客户端
    • create_connection(更简易的客户端)

      前言

      套接字除了用于分析网络地址等功能之外,还可以配置一个服务器,监听到来的消息。

      比如你在网络上跟网络机器人聊天,你发送数据到机器人(服务器),然后机器人(服务器)反馈聊天数据信息给你。

      当然,机器人的回复内容可能还涉及机器学习,但简单的消息反馈涉及的就是套接字的知识。

      简单的搭建服务器与客户端

      既然已经了解了套接字的应用。下面,我们来实现一个简单的单向通信TCP/IP服务器与客户端。

      服务器

      服务器的原理如下:

      • 首先创建一个套接字,TCP是面向流的套接字。故需要使用SOCK_STREAM
      • 然后使用bind()函数将套接字与服务器地址关联(因为我们只是在本地测试,直接将地址设置为127.0.0.1或者localhost,端口号为10000),当然你身边如果有2台电脑设备,可以直接替换局域网的IP地址
      • 调用listen()函数将套接字设置为服务器模式,然后无限循环等待,参数为最大排队数
      • 在循环中,调用accept()等待客户端的消息连接。如果有客户端进行连接,那么accept()函数会返回一个打开的连接与客户端地址
      • 指明一个缓冲区,该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据
      • 通过sendall()进行回传客户端数据
      • 传回数据后,与当前的客户端通信就算完成了。需要使用close()进行关闭清理

      示例代码如下:

      import socket
      
      # 1.创建一个套接字,
      sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
      # 2.使用bind()函数将套接字与服务器地址关联
      sock.bind(('localhost', 10000))
      # 3.调用listen()函数将套接字设置为服务器模式
      sock.listen(1)
      
      while True:
          # 4.调用accept()等待客户端的消息连接
          # 如果有客户端进行连接,那么accept()函数会返回一个打开的连接与客户端地址
          connection, client_address = sock.accept()
          print("连接客户端地址:", client_address)
          try:
              # 5.指明一个缓冲区,该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据
              data = connection.recv(1024)
              print(data)
              if data:
                  # 6.通过sendall()进行回传客户端数据。
                  connection.sendall("已接受到数据".encode())
              else:
                  print("客户端没有发送数据,不需要传送数据")
          finally:
              #7.需要使用close()进行关闭清理
              connection.close()
      

      客户端

      实现客户端相对来说比服务器要简单的多,因为其不需要监听,只需要连接发送数据即可。客户端实现主要分为:

      • 创建一个套接字
      • 使用connect()函数连接到服务器
      • 通过sendall()向服务器发送数据
      • 通过recv()接受服务器传递回的数据
      • 交互完成之后,使用close()关闭清理

      示例如下:

      import socket
      
      # 1.创建一个套接字,
      sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
      # 2.使用bind()函数将套接字与服务器地址关联
      sock.connect(('localhost', 10000))
      
      try:
          msg = b"Are you there?"
          # 3.通过sendall()向服务器发送数据
          sock.sendall(msg)
          # 4.通过recv()接受服务器传递回的数据
          data = sock.recv(1024)
          print(data.decode())
      finally:
          # 5.交互完成之后,使用close()关闭清理
          sock.close()
      

      运行之后,服务器与客户端交互效果如下:

      服务器数据

      客户端数据

      create_connection(更简易的客户端)

      连接服务器除了使用connect()函数之外,其实还有另一个函数create_connection()来连接服务器,它可以省略几个步骤。示例如下:

      import socket
      
      # 获取匹配开头字符串的所有属性值
      def getConstants(prefix):
          return {
              getattr(socket, n): n
              for n in dir(socket)
              if n.startswith(prefix)
          }
          
      ipproto_str = getConstants("IPPROTO_")
      family_str = getConstants("AF_")
      type_str = getConstants("SOCK_")
      
      sock = socket.create_connection(('127.0.0.1', 10000))
      print(ipproto_str[sock.proto])
      print(family_str[sock.family])
      print(type_str[sock.type])
      
      try:
          msg = b"Are you there?"
          sock.sendall(msg)
          data = sock.recv(1024)
          print(data.decode())
      finally:
          sock.close()
      

      运行之后,效果如下:

      客户端

      create_connection()函数的原理是使用getaddrinfo()函数查找候选连接的参数,并返回一个打开的socket。getaddrinfo()函数的讲解内容在上一篇socket库(点击跳转查看)。

      jsjbwy
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