socket基本概念

socket是基于C/S架构的,也就是说进行socket网络编程,通常需要编写两个py文件,一个服务端,一个客户端。

首先,导入Python中的socket模块: import socket

Python中的socket通信逻辑如下图所示:

python socket 重连 python socket.socket_python socket 重连


在Python中,import socket后,用socket.socket()方法来创建套接字,语法格式如下:

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

参数说明:

  • family: 套接字家族,可以使AF_UNIX或者AF_INET
  • type: 套接字类型,根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAMSOCK_DGRAM,也就是TCP和UDP的区别。
  • protocol: 一般不填默认为0。

直接socket.socket(),则全部使用默认值。

下面是具体的参数定义:

socket类型

描述

socket.AF_UNIX

只能够用于单一的Unix系统进程间通信

socket.AF_INET

IPv4

socket.AF_INET6

IPv6

socket.SOCK_STREAM

流式socket , for TCP

socket.SOCK_DGRAM

数据报式socket , for UDP

socket.SOCK_RAW

原始套接字,普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文;此外,利用原始套接字,可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。

socket.SOCK_SEQPACKET

可靠的连续数据包服务

创建TCP Socket:

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

创建UDP Socket:

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

通过s = socket.socket()方法,我们可以获得一个socket对象s,也就是通常说的获取了一个“套接字”,该对象具有一下方法:

方法

描述

服务器端方法

s.bind()

绑定地址(host,port)到套接字,在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址。

s.listen(backlog)

开始监听。backlog指定在拒绝连接之前,操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1,大部分应用程序设为5就可以了。

s.accept()

被动接受客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来,并返回(conn,address)二元元组,其中conn是一个通信对象,可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。

客户端方法

s.connect(address)

客户端向服务端发起连接。一般address的格式为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误。

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

公共方法

s.recv(bufsize)

接收数据,数据以bytes类型返回,bufsize指定要接收的最大数据量。

s.send()

发送数据。返回值是要发送的字节数量。

s.sendall()

完整发送数据。将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。

s.recvform()

接收UDP数据,与recv()类似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收的数据,address是发送数据的套接字地址。

s.sendto(data,address)

发送UDP数据,将数据data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。

s.close()

关闭套接字,必须执行。

s.getpeername()

返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。

s.getsockname()

返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

s.setsockopt(level,optname,value)

设置给定套接字选项的值。

s.getsockopt(level,optname[.buflen])

返回套接字选项的值。

s.settimeout(timeout)

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connect())

s.gettimeout()

返回当前超时期的值,单位是秒,如果没有设置超时期,则返回None。

s.fileno()

返回套接字的文件描述符。

s.setblocking(flag)

如果flag为0,则将套接字设为非阻塞模式,否则将套接字设为阻塞模式(默认值)。非阻塞模式下,如果调用recv()没有发现任何数据,或send()调用无法立即发送数据,那么将引起socket.error异常。

s.makefile()

创建一个与该套接字相关连的文件

注意事项:

  1. Python3以后,socket传递的都是bytes类型的数据,字符串需要先转换一下,string.encode()即可;另一端接收到的bytes数据想转换成字符串,只要bytes.decode()一下就可以。
  2. 在正常通信时,accept()recv()方法都是阻塞的。所谓的阻塞,指的是程序会暂停在那,一直等到有数据过来。

socket编程思路

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. 接收传来的数据,或者发送数据给对方:s.recv() , s.sendall()
  5. 传输完毕后,关闭套接字:s.close()

客户端:

  1. 创建套接字,连接服务器地址: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()

Python的socket编程,通常可分为TCP和UDP编程两种,前者是带连接的可靠传输服务,每次通信都要握手,结束传输也要挥手,数据会被检验,是使用最广的通用模式;后者是不带连接的传输服务,简单粗暴,不加控制和检查的一股脑将数据发送出去的方式,但是传输速度快,通常用于安全和可靠等级不高的业务场景,比如文件下载。

编程实现

服务器端:

import socket

ip_port = ('127.0.0.1', 9999)

sk = socket.socket()            # 创建套接字
sk.bind(ip_port)                # 绑定服务地址
sk.listen(5)                    # 监听连接请求
print('启动socket服务,等待客户端连接...')
conn, address = sk.accept()     # 等待连接,此处自动阻塞
while True:     # 一个死循环,直到客户端发送‘exit’的信号,才关闭连接
    client_data = conn.recv(1024).decode()      # 接收信息
    if client_data == "exit":       # 判断是否退出连接
        sk.close()  # 关闭连接
        exit("通信结束")
    print("来自%s的客户端向你发来信息:%s" % (address, client_data))
    conn.sendall('服务器已经收到你的信息'.encode())    # 回馈信息给客户端

客户端:

import socket

ip_port = ('127.0.0.1', 9999)

s = socket.socket()     # 创建套接字

s.connect(ip_port)      # 连接服务器

while True:     # 通过一个死循环不断接收用户输入,并发送给服务器
    inp = input("请输入要发送的信息: ").strip()
    if not inp:     # 防止输入空信息,导致异常退出
        continue
    s.sendall(inp.encode())

    if inp == "exit":   # 如果输入的是‘exit’,表示断开连接
        print("结束通信!")
        break

    server_reply = s.recv(1024).decode()
    print(server_reply)

s.close()       # 关闭连接

上面这个例子,基本能够展示出socket通信的机制。套接字的创建和关闭,服务器的绑定和监听,客户端的连接,这些都是固定套路,没什么难点。关键之处在于循环内部的收发逻辑,这里才是重点,需要根据你自己的业务需求,正确编写。这个过程中,一定要注意,收发是一一对应的,有发就要有收,并且recv()方法默认是阻塞的。

参考链接:

https://www.liujiangblog.com/course/python/76

socket python官方文档