一:socket介绍
网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket。
建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口；HTTP是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式；Socket是发动机，提供了网络通信的能力。通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。
二:socket的参数介绍
Python 提供了两个基本的 socket 模块。
第一个是 Socket，它提供了标准的 BSD Sockets API。
第二个是 SocketServer， 它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。
套接字格式：
socket(family,type[,protocal]) 使用给定的地址族、套接字类型、协议编号（默认为0）来创建套接字。
1.Socket 类型
2.Socket 函数
注意点:
1）TCP发送数据时，已建立好TCP连接，所以不需要指定地址。UDP是面向无连接的，每次发送要指定是发给谁。
2）服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。需要字符串化repr(data)。
sk.bind(address) 必会
s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。
sk.listen(backlog) 必会
开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。
backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5
这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列
sk.setblocking(bool) 必会
是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。
sk.accept() 必会
接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。
接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来
sk.connect(address) 必会
连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。
sk.connect_ex(address)
同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061
sk.close() 必会
关闭套接字
sk.recv(bufsize[,flag]) 必会
接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
sk.recvfrom(bufsize[.flag])
与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
sk.send(string[,flag]) 必会
将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。即：可能未将指定内容全部发送。
sk.sendall(string[,flag]) 必会
将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。
内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。
sk.sendto(string[,flag],address)
将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。该函数主要用于UDP协议。
sk.settimeout(timeout) 必会
设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如 client 连接最多等待5s ）
sk.getpeername() 必会
返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
sk.getsockname()
返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
sk.fileno()
套接字的文件描述符
socket.sendfile(file, offset=0, count=None)
发送文件 ，但目前多数情况下并无什么卵用。
三: socket 实例
首先是socket客户端与服务端的编程思想,首先以TCP的socket开始
TCP服务端：
1 创建套接字，绑定套接字到本地IP与端口
# socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.bind()
2 开始监听连接 #s.listen()
3 进入循环，不断接受客户端的连接请求 #s.accept()
4 然后接收传来的数据，并发送给对方数据 #s.recv() , s.sendall()
5 传输完毕后，关闭套接字 #s.close()
TCP客户端:
1 创建套接字，连接远端地址
# socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.connect()
2 连接后发送数据和接收数据 # s.sendall(), s.recv()
3 传输完毕后，关闭套接字 #s.close()
(1)TCP socket实现
首先来一个一收一发的socket的实例:
##(1) 一发一会的tcp socket
client.py 就是客户端代码:
import socket
# 产生一个socket对象
sk = socket.socket() sk.connect(("127.0.0.1", 9000)) #发送消息
sk.send("你好".encode("utf-8")) #接收消息
res = sk.recv(1024)
strvar = res.decode("utf-8")
print(strvar)
sk.close()
server.py 就是服务端代码:
import socket
#创建一个socket对象
sk = socket.socket() # 绑定ip和端口(注册网络,让客户端可以找到你)
# #'127.0.0.1" 默认本机的ip
sk.bind(("127.0.0.1",9000)) #开始监听
sk.listen() #建立三次握手,建立连接,程序加了阻塞
#建立三次握手如果失败,程序不往下执行
#接受客户端的连接请求
conn,addr = sk.accept()
print(conn,addr) # 设置最大一次性接收1024字节,程序再次加上阻塞,没有接收到数据,不会向下执行代码
msg = conn.recv(1024) # 把字节流恢复成正常的字符串
print(msg.decode("utf-8")) # 发送给客户端数据,发送前需要把数据编码成二进制字节流
conn.send("你也好呀".encode("utf-8")) # 执行四次挥手,断开连接
conn.close() # 传输完毕后，关闭套接字,退还占用的端口
sk.close()
先运行server端后,再运行client端,就会出现如下截图:
首先是server端输出:(这个你好是客户端发过来的)
然后client端的截图为:(这个你也好呀是服务端向客户端发出的内容)
只有一个发送一个接收就结束肯定不能满足我们的需求,所以接下来
## (2)可以循环发送消息的tcp socket
首先是客户端
client2.py
import socket sk = socket.socket()
sk.connect(("127.0.0.1", 9000)) while True:
content = input("客户端说:")
#发送的二进制字节流数据,所以都需要先编码
sk.send(content.encode("utf-8"))
res = sk.recv(1024).decode("utf-8")
if res == "q":
break
print("服务端说:",res) # 关闭连接
sk.close()
然后是服务端代码
server2.py
import socket sk = socket.socket()
sk.bind(("127.0.0.1", 9000)) #监听端口
sk.listen() while True:
#建立三次握手
conn,addr = sk.accept() while True:
res = conn.recv(1024)
#把字节流编程原本字符串
res2 = res.decode("utf-8")
print("客户端说:",res2)
content = input("服务器说:")
conn.send(content.encode("utf-8"))
if content == "q":
break
# 执行四次挥手
conn.close() #退出系统端口
sk.close()
运行的结果如下,客户端发一句,服务端发一句,有来有回,可以一直持续,然后如果服务器按q可以和客户端断开,见如下两个截图:
客户端截图:
服务端截图:
服务端还能继续监听,知道下一个连接.
(2)UDP socket实现
同样的先来一个简单的udp例子
## (1) 只有一收一发的udp
#首先是服务端代码:
server_udp_1.py
import socket #socket.SOCK_DGRAM 代表udp协议
sk = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM)
#绑定地址(例子为本机地址)
sk.bind(("127.0.0.1", 9000)) # udp 作为服务器,第一次一定是先接收消息
# 接收消息可以得到,客户端发的信息和客户端ip地址
msg,cli_addr = sk.recvfrom(1024) # 记得一定要将接收到的数据进行解码
print("udp客户端说:",msg.decode("utf-8")) #将要发送给客户端的消息进行编码
msg2 = "你也好呀".encode("utf-8") #sendto ( "要发送的消息".encode() , (ip, 端口 ) )
sk.sendto(msg2,cli_addr) #关闭udp连接
sk.close()
#然后是客户端代码
import socket sk = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM) msg = "你好服务端"
# udp 发送数据
# sendto ( "要发送的消息".encode() , (ip,端口) )
sk.sendto(msg.encode("utf-8"), ("127.0.0.1", 9000)) # udp 接收数据
msg, addr = sk.recvfrom(1024)
# 打印接收的数据前解码
res = msg.decode("utf-8")
print("udp服务端说:", res) # 关闭upd连接
sk.close()
先运行服务端,再接着运行客户端,然后客户端和服务器的输出截图如下:
服务端输出截图:
然后是客户端截图:
# # (2) 可以循环发送消息的tcp socket
首先是服务端:server_udp_2.py
import socket sk = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM)
# 绑定网络(在网络上注册自己,让客户端能找到你)
sk.bind(("127.0.0.1", 9000)) while True:
#客户端发过来的的信息和客户端地址
msg,cli_addr = sk.recvfrom(1024)
print("客户端说:", msg.decode("utf-8"))
message = input("服务端说:") sk.sendto(message.encode("utf-8"), cli_addr) # 关闭udp连接
sk.close()
然后是客户端代码:client_udp_2.y
import socket sk = socket.socket(type = socket.SOCK_DGRAM) while True:
# 发送数据
message = input("客户端说:")
sk.sendto(message.encode("utf-8"), ("127.0.0.1", 9000)) #接收数据
msg,addr = sk.recvfrom(1024)
print("服务器说:",msg.decode("utf-8")) #关闭udp连接
sk.close()
然后是运行发送信息截图分别是客户端和服务端:
客户端截图:
服务端截图:
两边可以无限对话,也可将服务端代码改为tcp的无限对话,按q退出.
注:
socket的意义:通络通信过程中,信息拼接的工具(中文:套接字)
# 开发中,一个端口只对一个程序生效,在测试时,允许端口重复捆绑 (开发时删掉)
# 在bind方法之前加上这句话，可以让一个端口重复使用
sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)