TCP 客户端程序开发

1. 开发 TCP 客户端程序开发步骤回顾

创建客户端套接字对象
和服务端套接字建立连接
发送数据
接收数据
关闭客户端套接字

2. socket 类的介绍

导入 socket 模块 import socket

创建客户端 socket 对象 socket.socket(AddressFamily, Type)

参数说明:

AddressFamily 表示IP地址类型, 分为TPv4和IPv6
Type 表示传输协议类型

方法说明:

connect((host, port)) 表示和服务端套接字建立连接, host是服务器ip地址，port是应用程序的端口号
send(data) 表示发送数据，data是二进制数据
recv(buffersize) 表示接收数据, buffersize是每次接收数据的长度

3. TCP 客户端程序开发示例代码

import socketif __name__ == '__main__':# 创建tcp客户端套接字# 1. AF_INET：表示ipv4# 2. SOCK_STREAM: tcp传输协议tcp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 和服务端应用程序建立连接tcp_client_socket.connect(("192.168.131.62", 8080))# 代码执行到此，说明连接建立成功# 准备发送的数据send_data = "你好服务端，我是客户端小黑!".encode("gbk")# 发送数据tcp_client_socket.send(send_data)# 接收数据, 这次接收的数据最大字节数是1024recv_data = tcp_client_socket.recv(1024)# 返回的直接是服务端程序发送的二进制数据print(recv_data)# 对数据进行解码recv_content = recv_data.decode("gbk")print("接收服务端的数据为:", recv_content)# 关闭套接字tcp_client_socket.close()

执行结果:

b'hello'
接收服务端的数据为: hello

说明

str.encode(编码格式) 表示把字符串编码成为二进制
data.decode(编码格式) 表示把二进制解码成为字符串

网络调试助手充当服务端程序:

4. 小结

导入socket模块
创建TCP套接字‘socket’
- 参数1: ‘AF_INET’, 表示IPv4地址类型
- 参数2: ‘SOCK_STREAM’, 表示TCP传输协议类型
发送数据‘send’
- 参数1: 要发送的二进制数据，注意: 字符串需要使用encode()方法进行编码
接收数据‘recv’
- 参数1: 表示每次接收数据的大小，单位是字节
关闭套接字‘socket’表示通信完成

TCP服务端程序开发

学习目标

能够写出TCP服务端应用程序接收和发送消息

1. 开发 TCP 服务端程序开发步骤回顾

创建服务端端套接字对象
绑定端口号
设置监听
等待接受客户端的连接请求
接收数据
发送数据
关闭套接字

2. socket 类的介绍

导入 socket 模块
import socket

创建服务端 socket 对象
socket.socket(AddressFamily, Type)

参数说明:

AddressFamily 表示IP地址类型, 分为TPv4和IPv6
Type 表示传输协议类型

方法说明:

bind((host, port)) 表示绑定端口号, host 是 ip 地址，port 是端口号，ip 地址一般不指定，表示本机的任何一个ip地址都可以。
listen (backlog) 表示设置监听，backlog参数表示最大等待建立连接的个数。
accept() 表示等待接受客户端的连接请求
send(data) 表示发送数据，data 是二进制数据
recv(buffersize) 表示接收数据, buffersize 是每次接收数据的长度

3. TCP 服务端程序开发示例代码

import socketif __name__ == '__main__':# 创建tcp服务端套接字tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 设置端口号复用，让程序退出端口号立即释放tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True) # 给程序绑定端口号tcp_server_socket.bind(("", 8989))# 设置监听# 128:最大等待建立连接的个数， 提示： 目前是单任务的服务端，同一时刻只能服务与一个客户端，后续使用多任务能够让服务端同时服务与多个客户端，# 不需要让客户端进行等待建立连接# listen后的这个套接字只负责接收客户端连接请求，不能收发消息，收发消息使用返回的这个新套接字来完成tcp_server_socket.listen(128)# 等待客户端建立连接的请求, 只有客户端和服务端建立连接成功代码才会解阻塞，代码才能继续往下执行# 1. 专门和客户端通信的套接字： service_client_socket# 2. 客户端的ip地址和端口号： ip_portservice_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()# 代码执行到此说明连接建立成功print("客户端的ip地址和端口号:", ip_port)# 接收客户端发送的数据, 这次接收数据的最大字节数是1024recv_data = service_client_socket.recv(1024)# 获取数据的长度recv_data_length = len(recv_data)print("接收数据的长度为:", recv_data_length)# 对二进制数据进行解码recv_content = recv_data.decode("gbk")print("接收客户端的数据为:", recv_content)# 准备发送的数据send_data = "ok, 问题正在处理中...".encode("gbk")# 发送数据给客户端service_client_socket.send(send_data)# 关闭服务与客户端的套接字， 终止和客户端通信的服务service_client_socket.close()# 关闭服务端的套接字, 终止和客户端提供建立连接请求的服务tcp_server_socket.close()

执行结果:

客户端的ip地址和端口号: ('172.16.47.209', 52472)
接收数据的长度为: 5
接收客户端的数据为: hello

说明:

当客户端和服务端建立连接后，服务端程序退出后端口号不会立即释放，需要等待大概1-2分钟。

解决办法有两种:

更换服务端端口号
设置端口号复用(推荐大家使用)，也就是说让服务端程序退出后端口号立即释放。

设置端口号复用的代码如下:

# 参数1: 表示当前套接字
# 参数2: 设置端口号复用选项
# 参数3: 设置端口号复用选项对应的值
tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)

网络调试助手充当客户端程序:

4. 小结

导入socket模块
创建TCP套接字‘socket’
- 参数1: ‘AF_INET’, 表示IPv4地址类型
- 参数2: ‘SOCK_STREAM’, 表示TCP传输协议类型
绑定端口号‘bind’
- 参数: 元组, 比如:(ip地址, 端口号)
设置监听‘listen’
- 参数: 最大等待建立连接的个数
等待接受客户端的连接请求‘accept’
发送数据‘send’
- 参数: 要发送的二进制数据，注意: 字符串需要使用encode()方法进行编码
接收数据‘recv’
- 参数: 表示每次接收数据的大小，单位是字节，注意: 解码成字符串使用decode()方法
关闭套接字‘socket’表示通信完成

案例-多任务版TCP服务端程序开发

学习目标

能够说出多任务版TCP服务端程序的实现过程

1. 需求

目前我们开发的TCP服务端程序只能服务于一个客户端，如何开发一个多任务版的TCP服务端程序能够服务于多个客户端呢?

完成多任务，可以使用线程，比进程更加节省内存资源。

2. 具体实现步骤

编写一个TCP服务端程序，循环等待接受客户端的连接请求
当客户端和服务端建立连接成功，创建子线程，使用子线程专门处理客户端的请求，防止主线程阻塞
把创建的子线程设置成为守护主线程，防止主线程无法退出。

3. 多任务版TCP服务端程序的示例代码:

import socket
import threading# 处理客户端的请求操作
def handle_client_request(service_client_socket, ip_port):# 循环接收客户端发送的数据while True:# 接收客户端发送的数据recv_data = service_client_socket.recv(1024)# 容器类型判断是否有数据可以直接使用if语句进行判断，如果容器类型里面有数据表示条件成立，否则条件失败# 容器类型: 列表、字典、元组、字符串、set、range、二进制数据if recv_data:print(recv_data.decode("gbk"), ip_port)# 回复service_client_socket.send("ok，问题正在处理中...".encode("gbk"))else:print("客户端下线了:", ip_port)break# 终止和客户端进行通信service_client_socket.close()if __name__ == '__main__':# 创建tcp服务端套接字tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 设置端口号复用，让程序退出端口号立即释放tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)# 绑定端口号tcp_server_socket.bind(("", 9090))# 设置监听, listen后的套接字是被动套接字，只负责接收客户端的连接请求tcp_server_socket.listen(128)# 循环等待接收客户端的连接请求while True:# 等待接收客户端的连接请求service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()print("客户端连接成功:", ip_port)# 当客户端和服务端建立连接成功以后，需要创建一个子线程，不同子线程负责接收不同客户端的消息sub_thread = threading.Thread(target=handle_client_request, args=(service_client_socket, ip_port))# 设置守护主线程sub_thread.setDaemon(True)# 启动子线程sub_thread.start()# tcp服务端套接字可以不需要关闭，因为服务端程序需要一直运行# tcp_server_socket.close()

执行结果:

客户端连接成功: ('172.16.47.209', 51528)
客户端连接成功: ('172.16.47.209', 51714)
hello1 ('172.16.47.209', 51528)
hello2 ('172.16.47.209', 51714)

4. 小结

编写一个TCP服务端程序，循环等待接受客户端的连接请求
```
 while True:service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
```

当客户端和服务端建立连接成功，创建子线程，使用子线程专门处理客户端的请求，防止主线程阻塞

 while True:service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept() sub_thread = threading.Thread(target=handle_client_request, args=(service_client_socket, ip_port))sub_thread.start()

把创建的子线程设置成为守护主线程，防止主线程无法退出。

 while True:service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept() sub_thread = threading.Thread(target=handle_client_request, args=(service_client_socket, ip_port))sub_thread.setDaemon(True) sub_thread.start()

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3. TCP 服务端程序开发示例代码

4. 小结

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2. 具体实现步骤

3. 多任务版TCP服务端程序的示例代码:

4. 小结

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