阅读目录

  • socket相关概念
    • 理解socket
    • tcp协议和udp协议
    • socket参数的详解
  • 套接字(socket)初使用
    • 基于tcp协议的socket
      • tcp协议的socket使用
      • tcp服务端 与 tcp客户端 的交互
      • 时间服务器
      • 应用
    • 基于UDP协议的socket
      • UDP协议的socket的使用
      • 应用
  • 黏包
    • 黏包现象
    • 黏包的成因
    • 会发生黏包的两种情况
    • 黏包的解决方案
    • 解决方案一
    • 解决方案进阶
  • FTP项目:上传下载文件
    • 面向过程实现
    • 面向对象实现
  • socket的更多方法介绍
  • 验证客户端链接的合法性
  • socketserver的使用
    • socketserver基本语法
    • socketserver源码解析
    • socketserver实现FTP

socket相关概念

理解socket

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理解socket:
Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。
在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,
它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,
一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,
以符合指定的协议。其实站在你的角度上看,socket就是一个模块。
我们通过调用模块中已经实现的方法建立两个进程之间的连接和通信。
也有人将socket说成ip+port,因为ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,
而port是用来标识这台机器上的一个应用程序。
所以我们只要确立了ip和port就能找到一个应用程序,
并且使用socket模块来与之通信。套接字(socket)的发展史
套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。
因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。
一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,
或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。 基于文件类型的套接字家族:
套接字家族的名字:AF_UNIXunix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,
两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信基于网络类型的套接字家族:
套接字家族的名字:AF_INET(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,
他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,
所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,
但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)
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tcp协议和udp协议

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TCP(Transmission Control Protocol)可靠的、面向连接的协议(eg:打电话)、
传输效率低全双工通信(发送缓存&接收缓存)、面向字节流。
使用TCP的应用:Web浏览器;电子邮件、文件传输程序。UDP(User Datagram Protocol)不可靠的、无连接的服务,传输效率高(发送前时延小),
一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文,尽最大努力服务,无拥塞控制。
使用UDP的应用:域名系统 (DNS);视频流;IP语音(VoIP)。
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socket参数的详解

socket.socket(family=AF_INET,type=SOCK_STREAM,proto=0,fileno=None)

'''
基于socket模块实现网络通信(tcp模式)为什么要网络通信发送的是字节?而不是字符串?py3, send/recv 都是字节py2, send/recv 都是字符串服务端:accept,阻塞:等待客户端来连接。recv, 阻塞:等待客户端发来数据。客户端:connect,阻塞:一直在连接,直到连接成功才往下运行其他代码。recv, 阻塞:等待服务端发来数据。#基于socket模块实现网络通信(tcp模式)为什么要网络通信发送的是字节?而不是字符串?py3, send/recv 都是字节py2, send/recv 都是字符串服务端:accept,阻塞:等待客户端来连接。recv, 阻塞:等待客户端发来数据。客户端:connect,阻塞:一直在连接,直到连接成功才往下运行其他代码。recv, 阻塞:等待服务端发来数据。如何查看自己的网络地址:cmd->ipconfig
cmd->ipconfig/all 可以查看所有的网络信息,找到“以太网适配器”看ipv4首选项;局域网同理#编码:
ascii 1byte 8位 00000001
unicode 4byte 32位 00000000 00000000 00000000 00000001 #python3中字符串默认使用Unicode
utf-8 可变长 目的是压缩 所以传输和接收时要用这种
gbk 可变长 目的是压缩
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套接字(socket)初使用

基于tcp协议的socket

tcp协议的socket使用

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

server端

import socketsk = socket.socket()
sk.bind(('127.0.0.1', 8898))  # 把地址绑定到套接字
sk.listen(5)  # 监听链接
conn, addr = sk.accept()  # 接受客户端链接
ret = conn.recv(1024)  # 接收客户端信息
print(ret)  # 打印客户端信息
conn.send(b'hi')  # 向客户端发送信息
conn.close()  # 关闭客户端套接字
sk.close()  # 关闭服务器套接字(可选)

client端

import socketsk = socket.socket()  # 创建客户套接字
sk.connect(('127.0.0.1', 8898))  # 尝试连接服务器
sk.send(b'hello!')
ret = sk.recv(1024)  # 对话(发送/接收)
print(ret)
sk.close()  # 关闭客户套接字

在重启服务端时可能会遇到这种情况:

# 加入一条socket配置,重用ip和端口
import socket
from socket import SOL_SOCKET, SO_REUSEADDRsk = socket.socket()
sk.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)  # 就是它,在bind前加
sk.bind(('127.0.0.1', 8898))  # 把地址绑定到套接字
sk.listen(5)  # 监听链接
conn, addr = sk.accept()  # 接受客户端链接
ret = conn.recv(1024)  # 接收客户端信息
print(ret)  # 打印客户端信息
conn.send(b'hi')  # 向客户端发送信息
conn.close()  # 关闭客户端套接字
sk.close()  # 关闭服务器套接字(可选)

TCP 客户端 访问网页

# 导入socket模块
import socket# 创建一个客户端socket
# family = AF_INET,   AF_INET 表示支持的ip协议版本, AF_INET表示的是ipv4, AF_INET6表示的是ipv6
# type = SOCK_STREAM, 表示数据以流的方式传输client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 与服务器建立一个连接
# address表示地址,  ip,端口号
# address是元组的形式, 元素1是访问的服务器的ip地址(可以是域名),元素2是端口号
# www.sina.com.cn -----> DNS域名解析服务器 --->新浪ip地址
client_socket.connect(("www.sina.com.cn", 80))# 发送一个网页请求
# 在字符串前加上b 就表是二进制形式的数据
client_socket.send(b"GET / HTTP/1.1\r\nHost:www.sina.com.cn\r\n\r\n")# 将数据存储到列表中
dataList = []# 将数据写到文件中去
# wf = open("sina.html","wb")# 接收数据
while True:# 接收到的是二进制数据data = client_socket.recv(1024)if len(data) == 0:  # 读完了breakdataList.append(data)# 往文件中写# wf.write(data)# wf.flush()# wf.close()# 将数据拼接起来
strData = b"".join(dataList).decode(encoding="utf-8")
# print(strData)# 关闭/释放资源
client_socket.close()# 将响应头信息 与 html字符串分割
headStr, htmlStr = strData.split("\r\n\r\n", 1)
# print(headStr)
print(htmlStr)

流程图

tcp服务端 与 tcp客户端 的交互

server_socket.py 服务器端

import socket# 创建服务器端socket
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 绑定地址
# 自己主机的IP地址
server_socket.bind(("192.168.0.6", 20001))  # 元祖形式# 设置监听器
server_socket.listen(5)# 等待客户端连接服务器
# accept会阻塞程序的运行
# sock,addr=server_socket.accept()client_sock, address = server_socket.accept()
print("服务器已经启动了")# 返回值sock是客户端发来的值,只要客户端一连接(connect)就会获取到,此时程序不再阻塞
# address 是客户端的地址(IP地址,端口号)
print(client_sock)
print(address)  # 这里都是客户端来接收数据
'''
运行结果:服务器已经启动了
<socket.socket fd=560, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0,laddr=('192.168.0.6', 20001), raddr=('192.168.0.6', 53385)>
('192.168.0.6', 53385)
'''while True:# 接收客户端的消息recv_data = client_sock.recv(1024)print("客户端说:" + recv_data.decode(encoding="utf-8"))# 给客户端回复数据send_data = input("我说:")client_sock.send(send_data.encode(encoding="utf-8"))

client_socket.py 客户端

import socket# 创建一个客户端socket
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 建立与服务器的连接,这一步其实也会阻塞,等待到连接成功才会进行下一步
client_socket.connect(("192.168.0.6", 20001))  # 这一步完成,等于到了服务器端的acceptwhile True:# 发送数据send_data = input("客户端说:")client_socket.send(send_data.encode("utf-8"))# 接收服务器数据recv_data = client_socket.recv(1024)print("服务器说:" + recv_data.decode("utf-8"))# client_sock.close() 断开接口# client_socket.close()断开客户端访问
时间服务器
# server端# _*_coding:utf-8_*_
from socket import *
from time import strftimeip_port = ('127.0.0.1', 9000)
bufsize = 1024tcp_server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
tcp_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
tcp_server.bind(ip_port)while True:msg, addr = tcp_server.recvfrom(bufsize)print('===>', msg)if not msg:time_fmt = '%Y-%m-%d %X'else:time_fmt = msg.decode('utf-8')back_msg = strftime(time_fmt)tcp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'), addr)tcp_server.close()
# client端:#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024tcp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)while True:msg=input('请输入时间格式(例%Y %m %d)>>: ').strip()tcp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)data=tcp_client.recv(bufsize)

总结

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总结:基于socket模块实现网络通信(tcp模式)
为什么要网络通信发送的是字节?而不是字符串?py3, send/recv 都是字节py2, send/recv 都是字符串服务端:accept,阻塞:等待客户端来连接。recv, 阻塞:等待客户端发来数据。客户端:connect,阻塞:一直在连接,直到连接成功才往下运行其他代码。recv, 阻塞:等待服务端发来数据。send 和 sendall 的区别:send是分次发送,sendall是一次性发送的。这两个其实在使用的时候用户并感知不到区别,
都可以发送任意大小的数据,这是tcp协议的特点。但是这两个方法的返回值不同:send()的返回值是发送的字节数量,
这个数量值可能小于要发送的string的字节数,也就是说可能无法发送string中所有的数据。如果有错误则会抛出异常。
而sendall尝试发送string的所有数据,成功则返回None,失败则抛出异常。
'''
应用

实现用户名、密码登录功能

# login_server.pyimport socketsock = socket.socket()  # TCP协议
IP_PORT = ("192.168.0.3", 8899)
sock.bind(IP_PORT)
sock.listen(5)while 1:conn, addr = sock.accept()while 1:try:  # 加异常,是防止客户端突然断开连接,导致服务端接收不到数据data = conn.recv(1024).decode("utf8")user, pwd = data.strip().split("|")# 文件操作flag = Falsewith open("account", "r") as f:for line in f:username, password = line.strip().split(":")if username == user and password == pwd:flag = Truebreakif flag:conn.send(b"success")else:conn.send(b"fail")except Exception as e:break
# login_client.pyimport socketsock = socket.socket()  # TCP
sock.connect(("192.168.0.3", 8899))while 1:user = input("用户名>>>>")pwd = input("密码>>>>")val = ("%s|%s" % (user, pwd)).encode("utf8")sock.send(val)response = sock.recv(1024)print(response.decode("utf8"))if response.decode("utf8") == "success":break  # 跳出循环后,客户端会中断,导致服务端不能继续运行,所以会报错,需要异常处理else:print("用户名或者密码错误!")continue
# account.txtmin:123egon:456wu:789

基于UDP协议的socket

udp是无链接的,启动服务之后可以直接接受消息,不需要提前建立链接

UDP协议的socket的使用
# udp_server_socket.pyimport socket# 创建UDP的服务端
udp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)# 绑定地址
udp_server_socket.bind(("192.168.0.6", 22222))while True:# 直接接收信息# data:接收客户端数据# addre:客户端的地址data, address = udp_server_socket.recvfrom(1024)print("客户端说:" + data.decode("utf-8"))print(address)# 给客户端回复数据recv_data = input("服务器说:")udp_server_socket.sendto(recv_data.encode("utf-8"), address)# udp_server_socket.sendto(recv_data.encode("utf-8"),("192.168.0.6",22222))
# udp_client_socket.pyimport socketudp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)while True:# 发送消息给服务器端address = ("192.168.0.6", 22222)send_data = input("客户端说:")udp_client_socket.sendto(send_data.encode("utf-8"), (address))# 接收数据recv_data, address = udp_client_socket.recvfrom(1024)  # recvfrom是一个元祖print("服务器说:" + recv_data.decode("utf-8"))
应用
# server端#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
udp_server_sock.bind(ip_port)while True:qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024)print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8')))back_msg=input('回复消息: ').strip()udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)
# client端# _*_coding:utf-8_*_
import socketBUFSIZE = 1024
udp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)qq_name_dic = {'敖丙': ('127.0.0.1', 8081),'哪吒': ('127.0.0.1', 8081),'egg': ('127.0.0.1', 8081),'yuan': ('127.0.0.1', 8081),
}while True:qq_name = input('请选择聊天对象: ').strip()while True:msg = input('请输入消息,回车发送,输入q结束和他的聊天: ').strip()if msg == 'q': breakif not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic: continueudp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'), qq_name_dic[qq_name])back_msg, addr = udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' % (addr[0], addr[1],back_msg.decode('utf-8')))udp_client_socket.close()

黏包

黏包现象

# 基于tcp先制作一个远程执行命令的程序(命令ls -l ; lllllll ; pwd)res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
shell=True,
stderr=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE)'''
结果的编码是以当前所在的系统为准的,如果是windows,那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的,
在接收端需要用GBK解码且只能从管道里读一次结果
'''

同时执行多条命令之后,得到的结果很可能只有一部分,
在执行其他命令的时候又接收到之前执行的另外一部分结果,这种显现就是黏包。

基于tcp协议实现的黏包

# tcp-server#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
import subprocessip_port=('127.0.0.1',8888)
BUFSIZE=1024tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_socket_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
tcp_socket_server.bind(ip_port)
tcp_socket_server.listen(5)while True:conn,addr=tcp_socket_server.accept()print('客户端',addr)while True:cmd=conn.recv(BUFSIZE)if len(cmd) == 0:breakres=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)stderr=res.stderr.read()stdout=res.stdout.read()conn.send(stderr)conn.send(stdout)
# tcp-client#_*_coding:utf-8_*_
import socket
BUFSIZE=1024
ip_port=('127.0.0.1',8888)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(ip_port)while True:msg=input('>>: ').strip()if len(msg) == 0:continueif msg == 'quit':breaks.send(msg.encode('utf-8'))act_res=s.recv(BUFSIZE)print(act_res.decode('utf-8'),end='')

基于udp协议实现的黏包

# udp - server#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
import subprocessip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udp_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
udp_server.bind(ip_port)while True:#收消息cmd,addr=udp_server.recvfrom(bufsize)print('用户命令----->',cmd)#逻辑处理res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stderr=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE)stderr=res.stderr.read()stdout=res.stdout.read()#发消息udp_server.sendto(stderr,addr)udp_server.sendto(stdout,addr)
udp_server.close()
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)while True:msg=input('>>: ').strip()udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)err,addr=udp_client.recvfrom(bufsize)out,addr=udp_client.recvfrom(bufsize)if err:print('error : %s'%err.decode('utf-8'),end='')if out:print(out.decode('utf-8'), end='')

注意:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包

黏包的成因

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TCP协议中的数据传递
tcp协议的拆包机制当发送端缓冲区的长度大于网卡的MTU时,tcp会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。
MTU是Maximum Transmission Unit的缩写。意思是网络上传送的最大数据包。MTU的单位是字节。
大部分网络设备的MTU都是1500。如果本机的MTU比网关的MTU大,大的数据包就会被拆开来传送,
这样会产生很多数据包碎片,增加丢包率,降低网络速度。面向流的通信特点和Nagle算法TCP(transport control protocol,传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可靠性服务。
收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的socket,因此,发送端为了将多个发往接收端的包,更有效的发到对方,
使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包。
这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。
对于空消息:tcp是基于数据流的,于是收发的消息不能为空,这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制,
防止程序卡住,而udp是基于数据报的,即便是你输入的是空内容(直接回车),也可以被发送,
udp协议会帮你封装上消息头发送过去。
可靠黏包的tcp协议:tcp的协议数据不会丢,没有收完包,下次接收,会继续上次继续接收,
己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的,但是会粘包。基于tcp协议特点的黏包现象成因 发送端可以是一K一K地发送数据,而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据,当然也有可能一次提走3K或6K数据,
或者一次只提走几个字节的数据。也就是说,应用程序所看到的数据是一个整体,或说是一个流(stream),一条消息有多少
字节对应用程序是不可见的,因此TCP协议是面向流的协议,这也是容易出现粘包问题的原因。而UDP是面向消息的协议,
每个UDP段都是一条消息,应用程序必须以消息为单位提取数据,不能一次提取任意字节的数据,这一点和TCP是很不同的。
怎样定义消息呢?可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息,需要明白的是当对方send一条信息的时候,
无论底层怎样分段分片,TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件,发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的,在接收方看了,根本不知道该文件的字节流从何处开始,在何处结束。此外,发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。若连续几次需要send的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据。'''

UDP不会发生黏包

'''
UDP(user datagram protocol,用户数据报协议)是无连接的,面向消息的,提供高效率服务。
不会使用块的合并优化算法,, 由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。
对于空消息:tcp是基于数据流的,于是收发的消息不能为空,这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制,防止程序卡住,而udp是基于数据报的,即便是你输入的是空内容(直接回车),也可以被发送,udp协议会帮你封装上消息头发送过去。
不可靠不黏包的udp协议:udp的recvfrom是阻塞的,一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y;x数据就丢失,这意味着udp根本不会粘包,但是会丢数据,不可靠。#udp和tcp一次发送数据长度的限制:用UDP协议发送时,用sendto函数最大能发送数据的长度为:65535- IP头(20) – UDP头(8)=65507字节。
用sendto函数发送数据时,如果发送数据长度大于该值,则函数会返回错误。(丢弃这个包,不进行发送) 用TCP协议发送时,由于TCP是数据流协议,因此不存在包大小的限制(暂不考虑缓冲区的大小),
这是指在用send函数时,数据长度参数不受限制。而实际上,所指定的这段数据并不一定会一次性发送出去,
如果这段数据比较长,会被分段发送,如果比较短,可能会等待和下一次数据一起发送。'''

会发生黏包的两种情况

情况一 发送方的缓存机制

# 发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据了很小,
# 会合到一起,产生粘包)# 服务端#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_socket_server.bind(ip_port)
tcp_socket_server.listen(5)conn,addr=tcp_socket_server.accept()data1=conn.recv(10)
data2=conn.recv(10)print('----->',data1.decode('utf-8'))
print('----->',data2.decode('utf-8'))conn.close()
# 客户端#_*_coding:utf-8_*_
import socket
BUFSIZE=1024
ip_port=('127.0.0.1',8080)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(ip_port)s.send('hello'.encode('utf-8'))
s.send('egg'.encode('utf-8'))

情况二 接收方的缓存机制

'''
接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,
服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)
'''
# 服务端#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',8080)tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcp_socket_server.bind(ip_port)
tcp_socket_server.listen(5)conn,addr=tcp_socket_server.accept()data1=conn.recv(2) #一次没有收完整
data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的print('----->',data1.decode('utf-8'))
print('----->',data2.decode('utf-8'))conn.close()
# 客户端#_*_coding:utf-8_*_
import socket
BUFSIZE=1024
ip_port=('127.0.0.1',8080)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(ip_port)s.send('hello egg'.encode('utf-8'))

总结

'''
黏包现象只发生在tcp协议中:1.从表面上看,黏包问题主要是因为发送方和接收方的缓存机制、tcp协议面向流通信的特点。2.实际上,主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的
'''

黏包的解决方案

解决方案一

问题的根源在于,接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度,所以解决粘包的方法就是围绕,
如何让发送端在发送数据前,把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓,
然后接收端来一个死循环接收完所有数据。

# 服务端
#_*_coding:utf-8_*_
import socket,subprocess
ip_port=('127.0.0.1',8080)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)s.bind(ip_port)
s.listen(5)while True:conn,addr=s.accept()print('客户端',addr)while True:msg=conn.recv(1024)if not msg:breakres=subprocess.Popen(msg.decode('utf-8'),shell=True,\stdin=subprocess.PIPE,\stderr=subprocess.PIPE,\stdout=subprocess.PIPE)err=res.stderr.read()if err:ret=errelse:ret=res.stdout.read()data_length=len(ret)conn.send(str(data_length).encode('utf-8'))data=conn.recv(1024).decode('utf-8')if data == 'recv_ready':conn.sendall(ret)conn.close()
# 客户端#_*_coding:utf-8_*_
import socket,time
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))while True:msg=input('>>: ').strip()if len(msg) == 0:continueif msg == 'quit':breaks.send(msg.encode('utf-8'))length=int(s.recv(1024).decode('utf-8'))s.send('recv_ready'.encode('utf-8'))send_size=0recv_size=0data=b''while recv_size < length:data+=s.recv(1024)recv_size+=len(data)print(data.decode('utf-8'))

存在的问题:
程序的运行速度远快于网络传输速度,所以在发送一段字节前,先用send去发送该字节流长度,
这种方式会放大网络延迟带来的性能损耗

解决方案进阶

方法一,问题在于我们在发送
我们可以借助一个模块,这个模块可以把要发送的数据长度转换成固定长度的字节。
这样客户端每次接收消息之前只要先接受这个固定长度字节的内容看一看接下来要接收的信息大小,
那么最终接受的数据只要达到这个值就停止,就能刚好不多不少的接收完整的数据了

引入 struct 模块
该模块可以把一个类型,如数字,转成固定长度的 bytes

>>> struct.pack('i',1111111111111)struct.error: 'i' format requires -2147483648 <= number <= 2147483647 # 这个是范围

import json, struct# 假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt# 为避免粘包,必须自定制报头
header = {'file_size': 1073741824000, 'file_name': '/a/b/c/d/e/a.txt','md5': '8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'}  # 1T数据,文件路径和md5值# 为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
head_bytes = bytes(json.dumps(header), encoding='utf-8')  # 序列化并转成bytes,用于传输# 为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
head_len_bytes = struct.pack('i', len(head_bytes))  # 这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度# 客户端开始发送
conn.send(head_len_bytes)  # 先发报头的长度,4个bytes
conn.send(head_bytes)  # 再发报头的字节格式
conn.sendall(文件内容)  # 然后发真实内容的字节格式# 服务端开始接收
head_len_bytes = s.recv(4)  # 先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
x = struct.unpack('i', head_len_bytes)[0]  # 提取报头的长度head_bytes = s.recv(x)  # 按照报头长度x,收取报头的bytes格式
header = json.loads(json.dumps(header))  # 提取报头# 最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
real_data_len = s.recv(header['file_size'])
s.recv(real_data_len)
# 关于struct的详细用法#_*_coding:utf-8_*_
#http://www.cnblogs.com/coser/archive/2011/12/17/2291160.html
__author__ = 'Linhaifeng'
import struct
import binascii
import ctypesvalues1 = (1, 'abc'.encode('utf-8'), 2.7)
values2 = ('defg'.encode('utf-8'),101)
s1 = struct.Struct('I3sf')
s2 = struct.Struct('4sI')print(s1.size,s2.size)
prebuffer=ctypes.create_string_buffer(s1.size+s2.size)
print('Before : ',binascii.hexlify(prebuffer))
# t=binascii.hexlify('asdfaf'.encode('utf-8'))
# print(t)s1.pack_into(prebuffer,0,*values1)
s2.pack_into(prebuffer,s1.size,*values2)print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer))
print(s1.unpack_from(prebuffer,0))
print(s2.unpack_from(prebuffer,s1.size))s3=struct.Struct('ii')
s3.pack_into(prebuffer,0,123,123)
print('After pack',binascii.hexlify(prebuffer))
print(s3.unpack_from(prebuffer,0))

使用struct解决黏包

借助struct模块,我们知道长度数字可以被转换成一个标准大小的4字节数字。
因此可以利用这个特点来预先发送数据长度。

# 服务端(自定制报头)import socket,struct,json
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) # 就是它,在bind前加phone.bind(('127.0.0.1',8080))phone.listen(5)while True:conn,addr=phone.accept()while True:cmd=conn.recv(1024)if not cmd:breakprint('cmd: %s' %cmd)res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)err=res.stderr.read()print(err)if err:back_msg=errelse:back_msg=res.stdout.read()conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) # 先发back_msg的长度conn.sendall(back_msg) # 再发真实的内容conn.close()
# 客户端#_*_coding:utf-8_*_
import socket,time,structs=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))while True:msg=input('>>: ').strip()if len(msg) == 0:continueif msg == 'quit':breaks.send(msg.encode('utf-8'))l=s.recv(4)x=struct.unpack('i',l)[0]print(type(x),x)# print(struct.unpack('I',l))r_s=0data=b''while r_s < x:r_d=s.recv(1024)data+=r_dr_s+=len(r_d)# print(data.decode('utf-8'))print(data.decode('gbk')) # windows默认gbk编码

优化:
我们还可以把报头做成字典,字典里包含将要发送的真实数据的详细信息,
然后json序列化,然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节(4个自己足够用了)

# 服务端:定制稍微复杂一点的报头import socket,struct,json
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加phone.bind(('127.0.0.1',8080))phone.listen(5)while True:conn,addr=phone.accept()while True:cmd=conn.recv(1024)if not cmd:breakprint('cmd: %s' %cmd)res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stdout=subprocess.PIPE,stderr=subprocess.PIPE)err=res.stderr.read()print(err)if err:back_msg=errelse:back_msg=res.stdout.read()headers={'data_size':len(back_msg)}head_json=json.dumps(headers)head_json_bytes=bytes(head_json,encoding='utf-8')conn.send(struct.pack('i',len(head_json_bytes))) #先发报头的长度conn.send(head_json_bytes) #再发报头conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容conn.close()
# 客户端from socket import *
import struct,jsonip_port=('127.0.0.1',8080)
client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client.connect(ip_port)while True:cmd=input('>>: ')if not cmd:continueclient.send(bytes(cmd,encoding='utf-8'))head=client.recv(4)head_json_len=struct.unpack('i',head)[0]head_json=json.loads(client.recv(head_json_len).decode('utf-8'))data_len=head_json['data_size']recv_size=0recv_data=b''while recv_size < data_len:recv_data+=client.recv(1024)recv_size+=len(recv_data)print(recv_data.decode('utf-8'))#print(recv_data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码

FTP项目:上传下载文件

面向过程实现

模拟一个在客户端上传文件到服务端的功能

'''
包含以下需求:
1. 多用户同时登陆:socketserver
2. 用户登陆,加密认证:md5加密
3. 上传/下载文件,保证文件一致性:md5加密
4. 传输过程中现实进度条
5. 不同用户家目录不同,且只能访问自己的家目录,上传下载时,必须在自己目录: os.path.join('D:\sylar\nbftp_server\users',username,'a.text')
6. 对用户进行磁盘配额、不同用户配额可不同: 上传、下载之前做文件夹大小的判断。
7. 用户登陆server后,可在家目录权限下切换子目录: 客户端向服务端发命令,subprocess.popen(命令)
8. 查看当前目录下文件,新建文件夹 :
9. 删除文件和空文件夹: 执行命令
10. 充分使用面向对象知识:反射
11. 支持断点续传:断点续传
'''
# 服务器端import struct
import socket
import json
import hashlibsock = socket.socket()
sock.bind(('127.0.0.1', 8800))
sock.listen(5)while 1:print("server is working....")conn, addr = sock.accept()while 1:# 接收json的打包长度file_info_length_pack = conn.recv(4)  # 这里不需要decodefile_info_length = struct.unpack("i", file_info_length_pack)[0]# 接收json字符串file_info_json = conn.recv(file_info_length).decode("utf8")file_info = json.loads(file_info_json)  # 反序列化action = file_info.get("action")filename = file_info.get("filename")filesize = file_info.get("filesize")# 循环接收文件md5 = hashlib.md5()with open("put/" + filename, "wb") as f:recv_data_length = 0while recv_data_length < filesize:data = conn.recv(1024)recv_data_length += len(data)f.write(data)# MD5摘要md5.update(data)print("文件总大小:%s,已成功接收%s" % (filesize, recv_data_length))print("接收成功!")conn.send(b"OK")  # 发送一个ok,让客户端阻塞一下md5_server = md5.hexdigest()client_md5 = conn.recv(1024).decode("utf8")if md5_server == client_md5:conn.send(b"203")else:conn.send(b"204")
# 客户端
import socket
import os
import json
import struct
import hashlibsock = socket.socket()
sock.connect(("127.0.0.1", 8800))while 1:cmd = input("请输入命令:")  # put 111.jpgaction, filename = cmd.strip().split(" ")filesize = os.path.getsize(filename)file_info = {"action": action,"filename": filename,"filesize": filesize,}# 将字典json化字符串file_info_json = json.dumps(file_info).encode("utf8")# 将json化字典长度打包,作为第一个要发送的值ret = struct.pack("i", len(file_info_json))# 发送 file_info_json的打包长度sock.send(ret)# 发送 file_info_json字节串sock.send(file_info_json)# 发送 文件数据md5 = hashlib.md5()with open(filename, "rb") as f:for line in f:sock.send(line)md5.update(line)data = sock.recv(1024)  # 先接收一个ok断开黏包的可能md5_val = md5.hexdigest()sock.send(md5_val.encode("utf8"))is_valid = sock.recv(1024).decode('utf8')if is_valid == "203":print("文件完整!")else:print("文件上传失败!")

实现所有功能

如何打印一个进度条

# 第一步:
'''
import time
print('\r80%',end='')
time.sleep(2)
print('\r90%',end='')
# \r 就是覆盖已输出的内容
'''# 第二步:
"""
tpl = "进度条目前是%s%%" %(90,)
print(tpl) #两个%号,就是输出一个%号
"""
# 实现import timedef func(size, total_size):val = int(size / total_size * 100)time.sleep(0.1)print('\r%s%%|%s' % (val, "#" * val,), end='')for i in range(101):func(i, 100)# 用内置模块实现
import sys, timeclass ProgressBar:def __init__(self, count=0, total=0, width=50):self.count = countself.total = totalself.width = widthdef move(self):self.count += 1def log(self, s):sys.stdout.write(' ' * (self.width + 9) + '\r')sys.stdout.flush()print(s)progress = int(self.width * self.count / self.total)sys.stdout.write('{0:3}/{1:3}: '.format(self.count, self.total))sys.stdout.write('#' * progress + '-' * (self.width - progress) + '\r')if progress == self.width:sys.stdout.write('\n')sys.stdout.flush()bar = ProgressBar(total=10)
for i in range(10):bar.move()bar.log('We have arrived at: ' + str(i + 1))time.sleep(1)

如何计算文件的大小

import ossize = os.stat(r'F:\PyStudy\daytest\code\test3.py').st_size
# size=os.path.getsize(r'F:\PyStudy\daytest\code\test3.py')
print(size)

如何修改文件名称

import os
import shutil# py2 + win:报错
# os.rename('a.text','b.txt')# py2+py3
shutil.move('c.txt', 'a.txt')  # 前一个是需要被修改的名称,后一个是新名称
# 执行后,会覆盖原文件的内容# shutil.rmtree('D:\sylar\study\day30')

client_ftp.py

import socket
import os
import json
import struct
import hashlibclient_sock = socket.socket()
client_sock.connect(("192.168.0.3", 8008))while True:cmd = input("请输入命令:")action, file_name = cmd.strip().split(" ")file_size = os.path.getsize(file_name)file_info = {"action": action,"filename": file_name,"filesize": file_size,}file_info_json = json.dumps(file_info).encode("utf-8")  # 将字典转变成json字符串ret = struct.pack("i", len(file_info_json))  # 打包json化后的字典长度# 发送client_sock.send(ret)client_sock.send(file_info_json)md5 = hashlib.md5()with open(file_name, "rb") as f:for line in f:client_sock.send(line)md5.update(line)data = client_sock.recv(1024)  # 接收一个ok断开黏包的可能client_md5 = md5.hexdigest()client_sock.send(client_md5.encode("utf8"))is_valid = client_sock.recv(1024).decode('utf8')if is_valid == "203":print("文件完整!")else:print("文件上传失败!")

server_ftp

import socketserver
import json
import struct
import hashlibclass Mysocket(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):while 1:print("server is working....")while 1:# 接收json的打包长度file_info_length_pack = self.request.recv(4)  # 这里不需要decodefile_info_length = struct.unpack("i", file_info_length_pack)[0]# 接收json字符串file_info_json = self.request.recv(file_info_length).decode("utf8")file_info = json.loads(file_info_json)  # 反序列化action = file_info.get("action")filename = file_info.get("filename")filesize = file_info.get("filesize")# 循环接收文件md5 = hashlib.md5()with open("up/" + filename, "wb") as f:recv_data_length = 0while recv_data_length < filesize:data = self.request.recv(1024)recv_data_length += len(data)f.write(data)# MD5摘要md5.update(data)print("文件总大小:%s,已成功接收%s" % (filesize, recv_data_length))print("接收成功!")self.request.send(b"OK")  # 发送一个ok,让客户端阻塞一下md5_server = md5.hexdigest()client_md5 = self.request.recv(1024).decode("utf8")if md5_server == client_md5:self.request.send(b"203")else:self.request.send(b"204")server = socketserver.ThreadingTCPServer(("192.168.0.3", 8008), Mysocket)
server.serve_forever()

con_client.py

import os
import socket
import json
import hashlibCODE = {'1001': '上传文件,从头开始上传'
}def file_md5(file_path):"""文件进行md5加密:param file_path::return:"""obj = open(file_path, 'rb')m = hashlib.md5()for line in obj:m.update(line)obj.close()return m.hexdigest()def jdt(size, total_size):"""显示进度条:return:"""val = int(size / total_size * 100)print('\r%s%%|%s' % (val, "#" * val,), end='')def send_file(exist_size, file_total_size):"""发送文件:param exist_size:开始读取字节的位置:param file_total_size: 文件总字节大小:return:"""f = open(file_path, 'rb')f.seek(exist_size)send_size = exist_sizewhile send_size < file_total_size:data = f.read(1024)sk.sendall(data)send_size += len(data)jdt(send_size, file_total_size)f.close()print('上传成功')def upload(file_path):"""文件上传(含断点):param file_path::return:"""file_md5_val = file_md5(file_path)file_name = os.path.basename(file_path)file_size = os.stat(file_path).st_sizecmd_dict = {'cmd': 'upload', 'file_name': file_name, 'size': file_size, 'md5': file_md5_val}upload_cmd_bytes = json.dumps(cmd_dict).encode('utf-8')sk.sendall(upload_cmd_bytes)# 2. 等待服务端的响应response = json.loads(sk.recv(8096).decode('utf-8'))if response['code'] == 1001:send_file(0, file_size)else:# 短点续传exist_size = response['size']send_file(exist_size, file_size)sk = socket.socket()
sk.connect(('192.168.0.2', 8001))while True:# upload|文件路|径user_input = input("请输入要执行的命令")cmd, file_path = user_input.split('|', maxsplit=1)if cmd == 'upload':upload(file_path)elif cmd == 'download':pass

con_server.py

import os
import json
import socketserver
import shutilCODE = {'1001': '上传文件,从头开始上传'
}def send_file(file_md5_path, exist_size, upload_file_size, conn, file_name_path):f = open(file_md5_path, 'ab')recv_size = exist_sizewhile recv_size < upload_file_size:data = conn.recv(1024)f.write(data)f.flush()recv_size += len(data)f.close()shutil.move(file_md5_path, file_name_path)def upload(cmd_dict, conn, username):"""服务端完成上传文件(含断点续传):param cmd_dict::param conn::return:"""# 2. 获取文件信息file_md5 = cmd_dict['md5']file_name = cmd_dict['file_name']file_md5_path = os.path.join('home', username, file_md5)file_name_path = os.path.join('home', username, file_name)upload_file_size = cmd_dict['size']# 3. 判断文件是否存在exist = os.path.exists(file_md5_path)if not exist:  # 不续传# 3.1.1 可以开始上传了,我已经准备好。response = {'code': 1001}conn.sendall(json.dumps(response).encode('utf-8'))send_file(file_md5_path, 0, upload_file_size, conn, file_name_path)# 3.1.2 接收上传的文件内容# f = open(file_md5_path, 'wb')# recv_size = 0# while recv_size < upload_file_size:#     data = conn.recv(1024)#     f.write(data)#     f.flush()#     recv_size += len(data)# f.close()## # 3.1.3 改名字# shutil.move(file_md5_path, file_name_path)else:  # 续传# 3.2 续传+大小exist_size = os.stat(file_md5_path).st_sizeresponse = {'code': 1002, 'size': exist_size}conn.sendall(json.dumps(response).encode('utf-8'))send_file(file_md5_path, exist_size, upload_file_size, conn, file_name_path)# f = open(file_md5_path, 'ab')# recv_size = exist_size# while recv_size < upload_file_size:#     data = conn.recv(1024)#     f.write(data)#     f.flush()#     recv_size += len(data)# f.close()## # 3.1.3 改名字# shutil.move(file_md5_path, file_name_path)class Con_server(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):"""self.request 是客户端的socket对象:return:"""# 1. 接收命令upload_cmd_bytes = self.request.recv(8096)cmd_dict = json.loads(upload_cmd_bytes.decode('utf-8'))if cmd_dict['cmd'] == 'upload':upload(cmd_dict, self.request, 'minmin')elif cmd_dict['cmd'] == 'download':passif __name__ == '__main__':server = socketserver.ThreadingTCPServer(("192.168.0.2", 8001), Con_server)server.serve_forever()

面向对象实现

服务端

import socket
import struct
import json
import subprocess
import osclass MYTCPServer:address_family = socket.AF_INETsocket_type = socket.SOCK_STREAMallow_reuse_address = Falsemax_packet_size = 8192coding='utf-8'request_queue_size = 5server_dir='file_upload'def __init__(self, server_address, bind_and_activate=True):"""Constructor.  May be extended, do not override."""self.server_address=server_addressself.socket = socket.socket(self.address_family,self.socket_type)if bind_and_activate:try:self.server_bind()self.server_activate()except:self.server_close()raisedef server_bind(self):"""Called by constructor to bind the socket."""if self.allow_reuse_address:self.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)self.socket.bind(self.server_address)self.server_address = self.socket.getsockname()def server_activate(self):"""Called by constructor to activate the server."""self.socket.listen(self.request_queue_size)def server_close(self):"""Called to clean-up the server."""self.socket.close()def get_request(self):"""Get the request and client address from the socket."""return self.socket.accept()def close_request(self, request):"""Called to clean up an individual request."""request.close()def run(self):while True:self.conn,self.client_addr=self.get_request()print('from client ',self.client_addr)while True:try:head_struct = self.conn.recv(4)if not head_struct:breakhead_len = struct.unpack('i', head_struct)[0]head_json = self.conn.recv(head_len).decode(self.coding)head_dic = json.loads(head_json)print(head_dic)#head_dic={'cmd':'put','filename':'a.txt','filesize':123123}cmd=head_dic['cmd']if hasattr(self,cmd):func=getattr(self,cmd)func(head_dic)except Exception:breakdef put(self,args):file_path=os.path.normpath(os.path.join(self.server_dir,args['filename']))filesize=args['filesize']recv_size=0print('----->',file_path)with open(file_path,'wb') as f:while recv_size < filesize:recv_data=self.conn.recv(self.max_packet_size)f.write(recv_data)recv_size+=len(recv_data)print('recvsize:%s filesize:%s' %(recv_size,filesize))tcpserver1=MYTCPServer(('127.0.0.1',8080))tcpserver1.run()'''
# 下列代码与本题无关,分析过程
class MYUDPServer:"""UDP server class."""address_family = socket.AF_INETsocket_type = socket.SOCK_DGRAMallow_reuse_address = Falsemax_packet_size = 8192coding='utf-8'def get_request(self):data, client_addr = self.socket.recvfrom(self.max_packet_size)return (data, self.socket), client_addrdef server_activate(self):# No need to call listen() for UDP.passdef shutdown_request(self, request):# No need to shutdown anything.self.close_request(request)def close_request(self, request):# No need to close anything.pass
'''

客户端

import socket
import struct
import json
import osclass MYTCPClient:address_family = socket.AF_INETsocket_type = socket.SOCK_STREAMallow_reuse_address = Falsemax_packet_size = 8192coding='utf-8'request_queue_size = 5def __init__(self, server_address, connect=True):self.server_address=server_addressself.socket = socket.socket(self.address_family,self.socket_type)if connect:try:self.client_connect()except:self.client_close()raisedef client_connect(self):self.socket.connect(self.server_address)def client_close(self):self.socket.close()def run(self):while True:inp=input(">>: ").strip()if not inp:continuel=inp.split()cmd=l[0]if hasattr(self,cmd):func=getattr(self,cmd)func(l)def put(self,args):cmd=args[0]filename=args[1]if not os.path.isfile(filename):print('file:%s is not exists' %filename)returnelse:filesize=os.path.getsize(filename)head_dic={'cmd':cmd,'filename':os.path.basename(filename),'filesize':filesize}print(head_dic)head_json=json.dumps(head_dic)head_json_bytes=bytes(head_json,encoding=self.coding)head_struct=struct.pack('i',len(head_json_bytes))self.socket.send(head_struct)self.socket.send(head_json_bytes)send_size=0with open(filename,'rb') as f:for line in f:self.socket.send(line)send_size+=len(line)print(send_size)else:print('upload successful')client=MYTCPClient(('127.0.0.1',8080))client.run()

结构化

# start.py
from core.handler import runif __name__ == '__main__':run()# setting.py
CODE = {1001:'上传文件,从头开始上传'
}
# handler.pyimport os
import json
import socketserver
import shutilclass Action(object):def __init__(self):self.username = None  # 先让对象里的username为空def login(self, cmd_dict, conn):"""登录逻辑:return:"""self.username = 'minmin'def upload(self, cmd_dict, conn):"""服务端完成上传文件(含断点续传):param cmd_dict::param conn::return:"""# 获取文件信息file_md5 = cmd_dict['md5']file_name = cmd_dict['file_name']file_md5_path = os.path.join('home', self.username, file_md5)file_name_path = os.path.join('home', self.username, file_name)upload_file_size = cmd_dict['size']# 判断文件是否存在exist = os.path.exists(file_md5_path)if not exist:  # 不续传# 可以开始上传了,上传完整文件response = {'code': 1001}conn.sendall(json.dumps(response).encode('utf-8'))# 接收上传的文件内容f = open(file_md5_path, 'wb')recv_size = 0while recv_size < upload_file_size:data = conn.recv(1024)f.write(data)f.flush()recv_size += len(data)f.close()# 改名字shutil.move(file_md5_path, file_name_path)else:  # 续传# 续传+大小exist_size = os.stat(file_md5_path).st_sizeresponse = {'code': 1002, 'size': exist_size}conn.sendall(json.dumps(response).encode('utf-8'))f = open(file_md5_path, 'ab')recv_size = exist_sizewhile recv_size < upload_file_size:data = conn.recv(1024)f.write(data)f.flush()recv_size += len(data)f.close()# 改名字shutil.move(file_md5_path, file_name_path)def downlowd(self):"""下载逻辑:return:"""passclass NbServer(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):"""self.request 是客户端的socket对象:return:"""# 接收命令upload_cmd_bytes = self.request.recv(8096)cmd_dict = json.loads(upload_cmd_bytes.decode('utf-8'))action = Action()  # 实例化一个Action的对象if action.username:  # 已登录,登录了才能执行上传功能action_name = cmd_dict['cmd']  # 通过反射来完成,这里取到的是uploadgetattr(action, action_name)(cmd_dict, self.request)  # 等于是对象执行upload方法# action.upload()else:  # 未登录action.login(cmd_dict, self.request)def run():  # 实例化对象,在这里server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8001), NbServer)server.serve_forever()

socket的更多方法介绍

更多方法

'''
服务端套接字函数s.bind()    绑定(主机,端口号)到套接字,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s.listen()  开始TCP监听,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s.accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来客户端套接字函数
s.connect()     主动初始化TCP服务器连接
s.connect_ex()  connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常公共用途的套接字函数
s.recv()            接收TCP数据
s.send()            发送TCP数据
s.sendall()         发送TCP数据
s.recvfrom()        接收UDP数据
s.sendto()          发送UDP数据
s.getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname()     当前套接字的地址
s.getsockopt()      返回指定套接字的参数
s.setsockopt()      设置指定套接字的参数
s.close()           关闭套接字面向锁的套接字方法
s.setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式,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。s.settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间,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 )s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间面向文件的套接字的函数
s.fileno()          套接字的文件描述符
s.makefile()        创建一个与该套接字相关的文件更多方法
'''

send 和 sendall 方法

'''
官方文档对socket模块下的socket.send()和socket.sendall()解释如下:socket.send(string[, flags])
Send data to the socket. The socket must be connected to a remote socket. The optional flags argument has the same meaning as for recv() above. Returns the number of bytes sent. Applications are responsible for checking that all data has been sent; if only some of the data was transmitted, the application needs to attempt delivery of the remaining data.send()的返回值是发送的字节数量,这个数量值可能小于要发送的string的字节数,也就是说可能无法发送string中所有的数据。如果有错误则会抛出异常。–socket.sendall(string[, flags])
Send data to the socket. The socket must be connected to a remote socket. The optional flags argument has the same meaning as for recv() above. Unlike send(), this method continues to send data from string until either all data has been sent or an error occurs. None is returned on success. On error, an exception is raised, and there is no way to determine how much data, if any, was successfully sent.尝试发送string的所有数据,成功则返回None,失败则抛出异常。故,下面两段代码是等价的:#sock.sendall('Hello world\n')#buffer = 'Hello world\n'
#while buffer:
#    bytes = sock.send(buffer)
#    buffer = buffer[bytes:]
'''

验证客户端链接的合法性

如果你想在分布式系统中实现一个简单的客户端链接认证功能,又不像SSL那么复杂,
那么利用hmac+加盐的方式来实现

# 服务端
#_*_coding:utf-8_*_
from socket import *
import hmac,ossecret_key=b'linhaifeng bang bang bang'
def conn_auth(conn):'''认证客户端链接:param conn::return:'''print('开始验证新链接的合法性')msg=os.urandom(32)conn.sendall(msg)h=hmac.new(secret_key,msg)digest=h.digest()respone=conn.recv(len(digest))return hmac.compare_digest(respone,digest)def data_handler(conn,bufsize=1024):if not conn_auth(conn):print('该链接不合法,关闭')conn.close()returnprint('链接合法,开始通信')while True:data=conn.recv(bufsize)if not data:breakconn.sendall(data.upper())def server_handler(ip_port,bufsize,backlog=5):'''只处理链接:param ip_port::return:'''tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)tcp_socket_server.bind(ip_port)tcp_socket_server.listen(backlog)while True:conn,addr=tcp_socket_server.accept()print('新连接[%s:%s]' %(addr[0],addr[1]))data_handler(conn,bufsize)if __name__ == '__main__':ip_port=('127.0.0.1',9999)bufsize=1024server_handler(ip_port,bufsize)
# 客户端(合法)
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
import hmac,ossecret_key=b'linhaifeng bang bang bang'
def conn_auth(conn):'''验证客户端到服务器的链接:param conn::return:'''msg=conn.recv(32)h=hmac.new(secret_key,msg)digest=h.digest()conn.sendall(digest)def client_handler(ip_port,bufsize=1024):tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)tcp_socket_client.connect(ip_port)conn_auth(tcp_socket_client)while True:data=input('>>: ').strip()if not data:continueif data == 'quit':breaktcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8'))respone=tcp_socket_client.recv(bufsize)print(respone.decode('utf-8'))tcp_socket_client.close()if __name__ == '__main__':ip_port=('127.0.0.1',9999)bufsize=1024client_handler(ip_port,bufsize)
# 客户端(非法:不知道加密方式)#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *def client_handler(ip_port,bufsize=1024):tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)tcp_socket_client.connect(ip_port)while True:data=input('>>: ').strip()if not data:continueif data == 'quit':breaktcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8'))respone=tcp_socket_client.recv(bufsize)print(respone.decode('utf-8'))tcp_socket_client.close()if __name__ == '__main__':ip_port=('127.0.0.1',9999)bufsize=1024client_handler(ip_port,bufsize)
# 客户端(非法:不知道secret_key)
#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
from socket import *
import hmac,ossecret_key=b'linhaifeng bang bang bang1111'
def conn_auth(conn):'''验证客户端到服务器的链接:param conn::return:'''msg=conn.recv(32)h=hmac.new(secret_key,msg)digest=h.digest()conn.sendall(digest)def client_handler(ip_port,bufsize=1024):tcp_socket_client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)tcp_socket_client.connect(ip_port)conn_auth(tcp_socket_client)while True:data=input('>>: ').strip()if not data:continueif data == 'quit':breaktcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8'))respone=tcp_socket_client.recv(bufsize)print(respone.decode('utf-8'))tcp_socket_client.close()if __name__ == '__main__':ip_port=('127.0.0.1',9999)bufsize=1024client_handler(ip_port,bufsize)

socketserver的使用

socketserver基本语法

socketserver基本语法解读

import socketserverclass Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):  # 只能写作handle方法# 业务逻辑代码self.request.send()  # conn套接字要使用self.request来发送和接收了self.request.recv()# 1 创建socket对象 2 self.socket.bind()  3 self.socket.listen(5)# ThreadingTCPServer:多线程TCP协议服务
server = socketserver.ThreadingTCPServer(("192.168.0.3", 80001), Mysocket)
# 模块调用一个类加()就是实例一个对象,即server就是那个实例化的对象
# 做完这一步,程序仅帮你做到accept()前面所有的步骤server.serve_forever()
# 做完这一步,会去自定义类中,调用handle()方法,实现accept()功能# ForkingTCPServe:多线程

server 应用示例

# server端import socketserver
class Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):self.data = self.request.recv(1024).strip()print("{} wrote:".format(self.client_address[0]))print(self.data)self.request.sendall(self.data.upper())if __name__ == "__main__":HOST, PORT = "127.0.0.1", 9999# 设置allow_reuse_address允许服务器重用地址socketserver.TCPServer.allow_reuse_address = True# 创建一个server, 将服务地址绑定到127.0.0.1:9999server = socketserver.TCPServer((HOST, PORT),Myserver)# 让server永远运行下去,除非强制停止程序server.serve_forever()
# client 端import socketHOST, PORT = "127.0.0.1", 9999
data = "hello"# 创建一个socket链接,SOCK_STREAM代表使用TCP协议
with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as sock:sock.connect((HOST, PORT))          # 链接到客户端sock.sendall(bytes(data + "\n", "utf-8")) # 向服务端发送数据received = str(sock.recv(1024), "utf-8")# 从服务端接收数据print("Sent:     {}".format(data))
print("Received: {}".format(received))

socketserver 多线程示例

import socketserverclass Myserver(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):while 1:client_data = self.request.recv(1024)if len(client_data) == 0:print("客户端断开连接,等待新的用户连接....")breakprint("接受数据 >>>", str(client_data, "utf8"))response = input("响应数据 >>>")self.request.sendall(bytes(response, "utf8"))self.request.close()server = socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1", 8888), Myserver)
server.serve_forever()
import socketip_port = ('127.0.0.1', 8888)
sock = socket.socket()
sock.connect(ip_port)
print("客户端启动:")while True:inp = input('发送数据 >>>')if inp == 'exit':breaksock.sendall(bytes(inp, "utf8"))server_response = sock.recv(1024)print("服务端响应数据 >>>", str(server_response, "utf8"))sock.close()

socketserver源码解析

pycharm 查看源码使用技巧:
前进后退键启用:view→toolbar
定位键使用,看源码内选中内容,双击即可在左侧显示所有的内容;
左侧内容双击即可展开(启用:齿轮-show member)选中内容,
进入方法:按住ctrl单击进入

解读源码前,先回顾知识点



'''
我们先看上面的代码,这是一个简单的类继承,我们可以看到父类Base和子类Son,
它们中各有一个Testfunc方法,当我们实例化子类的对象sonobj时,
可以看到初始化方法中黄色框框调用了Testfunc,那么这个时候执行的是哪个类里面的代码呢?
其实执行的是子类里面的方法,不信就自己试试吧,代码在下面~看第二张图:如果这样看,我们是不是就明白了?其实这两段代码表示的是一个意思,尽管Son继承了Base类,
父子类中都有同样的方法,但是由于我们实例化了子类的对象,所以这个在初始化方法里的self.Testfunc,
self指的是子类的对象,当然也就先调用子类中的方法啦。所以尽管在第一个例子中,初始化方法在父类执行,
但是还是改变不了它是子类对象的本质,当我们使用self去调用Testfunc方法时,始终是先调用子类的方法。
我们可以这样理解,尽管儿子继承了父亲的财产,但是花钱的时候,还是要先花自己的
'''
# inherit Code#_*_coding:utf-8_*_class Base(object):def __init__(self,name):self.name = nameself.Testfunc()def Testfunc(self):print('do Base Testfunc')class Son(Base):def Testfunc(self):print('do Son Testfunc')sonobj = Son('sonobj')

看完刚刚的代码,我们就知道了对象和self的真实意义,现在再来回忆一下关于继承的顺序问题:

看上面的代码,我们猜测一下,执行之后,控制台会打印什么呢?
会打印Base2方法中的内容,原因很简单:尽管这三个类中都有同样的Testfunc方法,
但是,由于计算机在找方法的时候,遵循的顺序是:Base2,Son,Base,所以它会先找到Base2类,
而这个类中刚好有它要找的方法,它也就拿去执行了!

# inherit2 Code#_*_coding:utf-8_*_class Base(object):def Testfunc(self):print('do Base Testfunc')class Son(Base):def __init__(self,name):self.name = nameself.Testfunc()def Testfunc(self):print('do Son Testfunc')class Base2(object):def Testfunc(self):print('do Base2 Testfunc')class GrandSon(Base2,Son):pass#sonobj = Son('sonobj')
sonobj = GrandSon('sonobj')

简易类图

对照类图看源码:
根据上面的图,我们就拿到了threadingTCPServer的相关类,并且搞清楚了它们之间的继承关系和方法,
接下来我们对照这张简易类图来看看代码执行的过程:

初始化相关过程:

执行serve_forever的相关代码:

'''
就是这样,我们一路按照调用轨迹去寻找,每次看到一个调用都先对照上面的简易类图,
看看有没有重名方法,如果有,就要找到最近的方法并查看里面的内容,以此类推:按照这种方法,
就会感觉所有代码都在一个文件一样!
'''

从另外一个角度研究源码

SocketServer内部使用 IO多路复用 以及 “多线程” 和 “多进程” ,从
而实现并发处理多个客户端请求的Socket服务端。
即:每个客户端请求连接到服务器时,
Socket服务端都会在服务器是创建一个“线程”或者“进程”
专门负责处理当前客户端的所有请求。

ThreadingTCPServer

# SocketServer实现服务器#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import SocketServerclass MyServer(SocketServer.BaseRequestHandler):def handle(self):# print self.request,self.client_address,self.serverconn = self.requestconn.sendall('欢迎致电 10086,请输入1xxx,0转人工服务.')Flag = Truewhile Flag:data = conn.recv(1024)if data == 'exit':Flag = Falseelif data == '0':conn.sendall('通过可能会被录音.balabala一大推')else:conn.sendall('请重新输入.')if __name__ == '__main__':server = SocketServer.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8009),MyServer)server.serve_forever()
# 客户端#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-import socketip_port = ('127.0.0.1',8009)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
sk.settimeout(5)while True:data = sk.recv(1024)print 'receive:',datainp = raw_input('please input:')sk.sendall(inp)if inp == 'exit':breaksk.close()

ThreadingTCPServer源码剖析


源码精简

import socket
import threading
import selectdef process(request, client_address):print request,client_addressconn = requestconn.sendall('欢迎致电 10086,请输入1xxx,0转人工服务.')flag = Truewhile flag:data = conn.recv(1024)if data == 'exit':flag = Falseelif data == '0':conn.sendall('通过可能会被录音.balabala一大推')else:conn.sendall('请重新输入.')sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sk.bind(('127.0.0.1',8002))
sk.listen(5)while True:r, w, e = select.select([sk,],[],[],1)print 'looping'if sk in r:print 'get request'request, client_address = sk.accept()t = threading.Thread(target=process, args=(request, client_address))t.daemon = Falset.start()sk.close()'''
如精简代码可以看出,SocketServer的ThreadingTCPServer之所以可以同时处理请求得益于
select 和 Threading 两个东西,其实本质上就是在服务器端为每一个客户端创建一个线程,
当前线程用来处理对应客户端的请求,所以,可以支持同时n个客户端链接(长连接)。
'''

ForkingTCPServer
.
ForkingTCPServer和ThreadingTCPServer的使用和执行流程基本一致,
只不过在内部分别为请求者建立 “线程” 和 “进程”。

# 基本使用
# 服务端#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
import SocketServerclass MyServer(SocketServer.BaseRequestHandler):def handle(self):# print self.request,self.client_address,self.serverconn = self.requestconn.sendall('欢迎致电 10086,请输入1xxx,0转人工服务.')Flag = Truewhile Flag:data = conn.recv(1024)if data == 'exit':Flag = Falseelif data == '0':conn.sendall('通过可能会被录音.balabala一大推')else:conn.sendall('请重新输入.')if __name__ == '__main__':server = SocketServer.ForkingTCPServer(('127.0.0.1',8009),MyServer)server.serve_forever()
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-import socketip_port = ('127.0.0.1',8009)
sk = socket.socket()
sk.connect(ip_port)
sk.settimeout(5)while True:data = sk.recv(1024)print 'receive:',datainp = raw_input('please input:')sk.sendall(inp)if inp == 'exit':breaksk.close()

Twisted
Twisted是一个事件驱动的网络框架,其中包含了诸多功能,例如:网络协议、线程、数据库管理、网络操作、电子邮件等。

事件驱动
.
简而言之,事件驱动分为二个部分:第一,注册事件;第二,触发事件。

# 自定义事件驱动框架#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-# event_drive.pyevent_list = []def run():for event in event_list:obj = event()obj.execute()class BaseHandler(object):"""用户必须继承该类,从而规范所有类的方法(类似于接口的功能)"""def execute(self):raise Exception('you must overwrite execute')
#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-from source import event_driveclass MyHandler(event_drive.BaseHandler):def execute(self):print 'event-drive execute MyHandler'event_drive.event_list.append(MyHandler)
event_drive.run()'''
如上述代码,事件驱动只不过是框架规定了执行顺序,程序员在使用框架时,
可以向原执行顺序中注册“事件”,从而在框架执行时可以出发已注册的“事件”。
'''

基于事件驱动Socket

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-from twisted.internet import protocol
from twisted.internet import reactorclass Echo(protocol.Protocol):def dataReceived(self, data):self.transport.write(data)def main():factory = protocol.ServerFactory()factory.protocol = Echoreactor.listenTCP(8000,factory)reactor.run()if __name__ == '__main__':main()


# 异步IO操作#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-from twisted.internet import reactor, protocol
from twisted.web.client import getPage
from twisted.internet import reactor
import timeclass Echo(protocol.Protocol):def dataReceived(self, data):deferred1 = getPage('http://cnblogs.com')deferred1.addCallback(self.printContents)deferred2 = getPage('http://baidu.com')deferred2.addCallback(self.printContents)for i in range(2):time.sleep(1)print 'execute ',idef execute(self,data):self.transport.write(data)def printContents(self,content):print len(content),content[0:100],time.time()def main():factory = protocol.ServerFactory()factory.protocol = Echoreactor.listenTCP(8000,factory)reactor.run()if __name__ == '__main__':main()

socketserver实现FTP

# 客户端:
import socket
import os
import json
import struct
import hashlibclient_sock = socket.socket()
client_sock.connect(("192.168.0.3", 8008))while True:cmd = input("请输入命令:")action, file_name = cmd.strip().split(" ")file_size = os.path.getsize(file_name)file_info = {"action": action,"filename": file_name,"filesize": file_size,}file_info_json = json.dumps(file_info).encode("utf-8")  # 将字典转变成json字符串ret = struct.pack("i", len(file_info_json))  # 打包json化后的字典长度# 发送client_sock.send(ret)client_sock.send(file_info_json)md5 = hashlib.md5()with open(file_name, "rb") as f:for line in f:client_sock.send(line)md5.update(line)data = client_sock.recv(1024)  # 接收一个“ok”,断开黏包的可能,不需要打印,返回消息之类的client_md5 = md5.hexdigest()client_sock.send(client_md5.encode("utf8"))is_valid = client_sock.recv(1024).decode('utf8')if is_valid == "203":print("文件完整!")else:print("文件上传失败!")
# 服务器端:
import socketserver
import json
import struct
import hashlibclass Mysocket(socketserver.BaseRequestHandler):def handle(self):  # 帮你完成 accept()while True:print("server is working....")while 1:# 接收json的打包长度file_info_length_pack = self.request.recv(4)  # 这里不需要decodefile_info_length = struct.unpack("i", file_info_length_pack)[0]# 接收json字符串file_info_json = self.request.recv(file_info_length).decode("utf8")file_info = json.loads(file_info_json)  # 反序列化action = file_info.get("action")filename = file_info.get("filename")filesize = file_info.get("filesize")# 循环接收文件md5 = hashlib.md5()with open("up/" + filename, "wb") as f:recv_data_length = 0while recv_data_length < filesize:data = self.request.recv(1024)recv_data_length += len(data)f.write(data)# MD5摘要md5.update(data)print("文件总大小:%s,已成功接收%s" % (filesize, recv_data_length))print("接收成功!")self.request.send(b"OK")  # 发送一个ok,让客户端阻塞一下md5_server = md5.hexdigest()client_md5 = self.request.recv(1024).decode("utf8")if md5_server == client_md5:self.request.send(b"203")else:self.request.send(b"204")server = socketserver.ThreadingTCPServer(("192.168.0.3", 8008), Mysocket)
server.serve_forever()

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