Python socket 模块

基本的 Python socket 模块

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。Python 使用一种异步的方式来实现这种功能，您可以提供一些插件类来处理服务器中应用程序特有的任务。表 1 列出了本节所涉及的类和模块。



表 1. Python 类和模块

类/模块

说明

Socket

低层网络接口（每个 BSD API）

SocketServer

提供简化网络服务器开发的类


让我们来看一下这些模块，以便理解它们是如何工作的。


Socket 模块

Socket 模块提供了 UNIX® 程序员所熟悉的基本网络服务（也称为 BSD API）。这个模块中提供了在构建 socket 服务器和客户机时所需要的所有功能。

这个 API 与标准的 C API 之间的区别在于它是面向对象的。在 C 中，socket 描述符是从 socket 调用中获得的，然后会作为一个参数传递给 BSD API 函数。在 Python 中，socket 方法会向应用 socket 方法的对象返回一个 socket 对象。表 2 给出了几个类方法，表 3 显示了一部分实例方法。



表 2. Socket 模块的类方法

类方法

说明

Socket

低层网络接口（每个 BSD API）

socket.socket(family, type)

创建并返回一个新的 socket 对象

socket.getfqdn(name)

将使用点号分隔的 IP 地址字符串转换成一个完整的域名

socket.gethostbyname(hostname)

将主机名解析为一个使用点号分隔的 IP 地址字符串

socket.fromfd(fd, family, type)

从现有的文件描述符创建一个 socket 对象



表 3. Socket 模块的实例方法

实例方法

说明

sock.bind( (adrs, port) )

将 socket 绑定到一个地址和端口上

sock.accept()

返回一个客户机 socket（带有客户机端的地址信息）

sock.listen(backlog)

将 socket 设置成监听模式，能够监听 backlog 外来的连接请求

sock.connect( (adrs, port) )

将 socket 连接到定义的主机和端口上

sock.recv( buflen[, flags] )

从 socket 中接收数据，最多 buflen 个字符

sock.recvfrom( buflen[, flags] )

从 socket 中接收数据，最多 buflen 个字符，同时返回数据来源的远程主机和端口号

sock.send( data[, flags] )

通过 socket 发送数据

sock.sendto( data[, flags], addr )

通过 socket 发送数据

sock.close()

关闭 socket

sock.getsockopt( lvl, optname )

获得指定 socket 选项的值

sock.setsockopt( lvl, optname, val )

设置指定 socket 选项的值


类方法 和 实例方法 之间的区别在于，实例方法需要有一个 socket 实例（从 socket 返回）才能执行，而类方法则不需要。


SocketServer 模块

SocketServer 模块是一个十分有用的模块，它可以简化 socket 服务器的开发。有关这个模块的使用的讨论已经远远超出了本教程的范围，但是我将展示一下它的基本用法，然后您可以参阅 参考资料 一节中给出的链接。

考虑清单 2 中给出的例子。此处，我们实现了一个简单的 “Hello World” 服务器，当客户机连接它时，它就会显示这样一条消息。我首先创建一个请求处理程序，它继承了 SocketServer.StreamRequestHandler 类。我们定义了一个名为 handle 的方法，它处理服务器的请求。服务器所做的每件事情都必须在这个函数的上下文中进行处理（最后，关闭这个 socket）。这个过程的工作方式非常简单，但是您可以使用这个类来实现一个简单的 HTTP 服务器。在 handle 方法中，我们打一个招呼就退出了。

现在连接处理程序已经准备就绪了，剩下的工作是创建 socket 服务器。我们使用了 SocketServer.TCPServer 类，并提供了地址和端口号（要将服务器绑定到哪个端口上）以及请求处理方法。结果是一个 TCPServer 对象。调用 serve_forever 方法启动服务器，并使其对这个连接可用。



清单 2. 用 SocketServer 模块实现一个简单的服务器 


import SocketServer

class hwRequestHandler( SocketServer.StreamRequestHandler ):
  def handle( self ):
    self.wfile.write("Hello World!\n")


server = SocketServer.TCPServer( ("", 2525), hwRequestHandler )
server.serve_forever()


就是这样！Python 允许这种机制的任何变种，包括 UDPServers 以及派生进程和线程的服务器。