【socket套接字】
文章目录
- socket套接字
- socket工作流程
- Tcp 服务端:
- Tcp 客户端:
- 基于 Tcp 的scoket 服务端与客户端编程
- 简易版
- 加入链接循环
- 加入通信循环
- 支持并发的 Tcp 服务端
- 常见问题
- 半连接池
- 黏包问题
- 解决黏包问题
socket套接字
socket(简称 套接字) 是进程间通信的一种方式,它与其他进程间通信的一个主要不同是:它能实现不同主机间的进程间通信,我们网络上各种各样的服务大多都是基于 Socket 来完成通信的
例如我们每天浏览网页、QQ 聊天、收发 email 等等
1.socket介绍
1.什么是socket?
socket套接字,是进程通信的一种实现方式
2.主要特点
主要针对不同主机之间的通信。即网络进程的通信,
几乎所有的网络都是通过socket来实现的
3.创建socket的基本流程
1. 创建socket流程,实现网络通信
2. 套接字使用流程 与 文件的使用流程很类似
1. 读写数据到文件的流程
- 打开或者创建文件,取得file对象
file=open()
- 通过file对象读写数据
file.read() file.write()
- 关闭file对象
file.close()
2. 创建socket流程,实现网络通信
1. 创建socket对象
2. 通过socket对象实现发送与接收数据
3. 关闭socket对象
2. socket.socket 创建一个 socket对象,该函数带有两个参数:
Address Family:地址族,可以选择 AF_INET(用于 Internet 进程间通信) 或者 AF_UNIX(用于同一台机器进程间通信),实际工作中常用AF_INET
Type:套接字类型,可以是 SOCK_DGRAM(数据报套接字,主要用于 UDP 协议)或者 SOCK_STREAM(流式套接字,主要用于 TCP 协议)
socket工作流程
Tcp 服务端:
首先,需要拿到一个 socket 对象,socket 对象 与 ip+port 绑定,才能进行端口的监听;
然后,socket 对象 监听端口是否有请求,同时调用 accept方法,一直阻塞等待客户端的链接;
如果,有客户端的请求发来,那么服务端接受到请求之后,调用 read 方法,读取数据;
之后再处理请求,写回数据使用 write 方法(在 Python 中是 send 方法)
当需要断开链接时,服务端发送请求,客户端读取之后,在调用 close 方法发送断开的请求
服务端 read 收到断开请求,服务端再调用 close 结束链接
Tcp 客户端:
首先,需要拿到一个 socket 对象,调用 connect 方法,传入 IP 与端口,发送建立链接的请求;
之后,就可以进行数据交互,如果需要结束链接,直接调用 close 方法即可。
基于 Tcp 的scoket 服务端与客户端编程
tcp是基于链接的,必须先启动服务端,然后再启动客户端去链接服务端
简易版
服务端
import socket
import timeserver = socket.socket()# 注意传入的参数必须是一个元组或者列表
# ip'127.0.0.1',只能本机自己玩
# 如果写别的 IP 地址可以在局域网中一起玩
server.bind(('127.0.0.1', 8008))# 监听,半连接池 为 5,相当于队列中最多有 5 个,如果多余 5 个就会报错
# 同时只能服务一个人
server.listen(5)# 等待客户端的链接
# sock 是连接的对象, addr 是客户端地址
# 以后这个服务端和客户端,使用 sock 这个链接对象
sock, addr = server.accept()# 接受客户端发了的数据
# 传入的参数为一次接受的字节
data = sock.recv(1024)print(f'接收到来自{addr}的数据{data.decode("utf-8")}')# 服务端给客户端发送消息
data_send = f'收到了你发送的 {data}'.encode('utf-8')
# 注意:必须传送二进制的格式
sock.send(data_send)time.sleep(3)
# 关闭连接对象,此时服务端并没有关闭!!!
sock.close()# 关闭服务端
server.close()
客户端
import socketclient = socket.socket()# 连接服务端的地址加端口
client.connect(('127.0.0.1', 8008))# 连上以后就可以发送消息了
client.send(b'sb')# 收到服务端返回的消息
data = client.recv(1024)
print(data.decode('utf-8'))client.close()
加入链接循环
只加入链接循环,此时服务端会一直接收,相当于死循环,服务端不会自动断开
服务端
import socketserver = socket.socket()server.bind(('127.0.0.1', 8008))server.listen(5)
print('等待客户端的链接')# 等待客户端的链接
# 链接循环
while True:sock, addr = server.accept()# 接受客户端发了的数据data = sock.recv(1024)print(f'接收到来自{addr}的数据--{data.decode("utf-8")}')# 服务端给客户端发送消息data_send = f'收到了你发送的 {data}'.encode('utf-8')# 注意:必须传送二进制的格式sock.send(data_send)# 关闭连接对象,此时服务端并没有关闭!!!sock.close()# 关闭服务端
server.close()
客户端
import socketclient = socket.socket()# 连接服务端的地址加端口
client.connect(('127.0.0.1', 8008))# 连上以后就可以发送消息了
client.send(b'sb')# 收到服务端返回的消息
data = client.recv(1024)
print(data.decode('utf-8'))client.close()
加入通信循环
加入通信循环,此时客户端可以多次发送数据
服务端
import socketserver = socket.socket()
server.bind(('127.0.0.1', 8008))
server.listen(5)
print('等待客户端的链接')while True:sock, addr = server.accept()print(f'客户端{addr}已连接')# 等待接受客户端发的数据# 如果客户端没法,就会一直等待下去while True:try:# 同一个客户端,不停地发送data = sock.recv(1024)# 当客户端主动断开后,客户端会发送一个空的数据过来# 此时服务端必须对这种情况进行处理,否则会出现死循环if len(data) == 0:print(f'客户端{addr}已断开', '\n')breakprint(f'接收到来自{addr}的数据--{data.decode("utf-8")}')data_send = f'收到了你发送的 {data}'.encode('utf-8')sock.send(data_send)except Exception as e:print(e)breaksock.close()# 关闭服务端
server.close()
客户端
import socketclient = socket.socket()
client.connect(('127.0.0.1', 8008))
# 连上以后就可以发送消息了while True:data = input('输入发送给服务端的消息(q to quit):')if data == 'q': breakclient.send(data.encode("utf-8"))data = client.recv(1024)print(data.decode('utf-8'))client.close()
支持并发的 Tcp 服务端
在这里是开启多进程完成的并发,可以换成多线程,只需要将 Process 类换成 Thread 类。
import socket
from multiprocessing import Processdef talk(sock,addr):print('客户端连接成功', addr)while True:try:data = sock.recv(1024)if len(data) == 0:print(f'客户端{addr}已断开', '\n')breakprint(f'接收到来自{addr}的数据--{data.decode("utf-8")}')data_send = f'收到了你发送的 {data}'.encode('utf-8')sock.send(data_send)except Exception as e:print(e)breaksock.close()if __name__ == '__main__':server = socket.socket()server.bind(('127.0.0.1', 81))server.listen(5)while True:sock,addr = server.accept()print(f'客户端{addr}已连接')# 连接上一个客户端之后开启一个进程,对该客户端进行服务p = Process(target=talk, args=(sock, addr))p.start()server.close()
常见问题
1.发送消息不能为空
统计长度并判断即可
2.反复重启服务端可能会报错>>>:address in use
这个错在苹果电脑报的频繁 windows频率较少
from socket import SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR
server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) # 在bind前加
3.链接循环
“”"
如果是windows 客户端异常退出之后服务端会直接报错
处理方式
异常处理
如果是mac或linux 服务端会接收到一个空消息
处理方式
len判断
“”"
客户端如果异常断开 服务端代码应该重新回到accept等待新的客人
目前我们的服务端只能实现一次服务一个人 不能做到同事服务多个 学了并发才可以实现
半连接池
listen(5)
# py文件默认同一时间只能运行一次 如果想单独分开运行多次# 半连接池设置的最大等待人数 >>>: 节省资源 提高效率
黏包问题
data1 = conn.recv(1024)
print(data1)
data2 = conn.recv(1024)
print(data2)
data3 = conn.recv(1024)
print(data3)client.send(b'hello')
client.send(b'jason')
client.send(b'kevin')
"""
三次打印的结果b'hellojasonkevin'b''b''
"""
TCP协议的特点
会将数据量比较小并且时间间隔比较短的数据整合到一起发送
并且还会受制于recv括号内的数字大小(核心问题!!!)
流式协议:跟水流一样不间断
“”"
问题产生的原因其实是因为recv括号内我们不知道即将要接收的数据到底多大
如果每次接收的数据我们都能够精确的知道它的大小 那么肯定不会出现黏包
“”"
思路:
困扰我们的核心问题是不知道即将要接收的数据多大
如果能够精准的知道数据量多大 那么黏包问题就自动解决了!!!
解决黏包问题
方向:精准获取数据的大小
# struct模块import structdata1 = 'hello world!'print(len(data1)) # 12res1 = struct.pack('i', len(data1)) # 第一个参数是格式 写i就可以了print(len(res1)) # 4ret1 = struct.unpack('i', res1)print(ret1) # (12,)data2 = 'hello baby baby baby baby baby baby baby baby'print(len(data2)) # 45res2 = struct.pack('i', len(data2))print(len(res2)) # 4ret2 = struct.unpack('i', res2)print(ret2) # (45,)
pack可以将任意长度的数字打包成固定长度
unpack可以将固定长度的数字解包成打包之前数据真实的长度
思路:
1.先将真实数据打包成固定长度的包
2.将固定长度的包先发给对方
3.对方接收到包之后再解包获取真实数据长度
4.接收真实数据长度
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