Python基础-socket编程

一、网络编程

自从互联网诞生以来，现在基本上所有的程序都是网络程序，很少有单机版的程序了。

计算机网络就是把各个计算机连接到一起，让网络中的计算机可以互相通信。网络编程就是如何在程序中实现两台计算机的通信。

举个例子，当你使用浏览器访问新浪网时，你的计算机就和新浪的某台服务器通过互联网连接起来了，然后，新浪的服务器把网页内容作为数据通过互联网传输到你的电脑上。

由于你的电脑上可能不止浏览器，还有QQ、Skype、Dropbox、邮件客户端等，不同的程序连接的别的计算机也会不同，所以，更确切地说，网络通信是两台计算机上的两个进程之间的通信。比如，浏览器进程和新浪服务器上的某个Web服务进程在通信，而QQ进程是和腾讯的某个服务器上的某个进程在通信。

网络编程对所有开发语言都是一样的，Python也不例外。用Python进行网络编程，就是在Python程序本身这个进程内，连接别的服务器进程的通信端口进行通信。

二、c/s架构

C/S又称Client/Server或客户/服务器模式。

Client/Server结构是20世纪80年代末提出的。这种结构的系统把较复杂的计算和管理任务交给网络上的高档机器——服务器，而把一些频繁与用户打交道的任务交给前端较简单的计算机—客户机。通过这种方式，将任务合理分配到客户端和服务器端，既充分利用了两端硬件环境的优势，又实现了网络上信息资源的共享。由于这种结构比较适于局域网运行环境，因此逐渐得到了广泛的应用。

三、Socket是什么

我们学习Socket就是为了完成C/S架构的开发。

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。

所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

 四、Socket的发展史及分类

Socket的英文原义是“孔”或“插座”。作为BSD UNIX的进程通信机制，取后一种意思。通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。

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。这也被称为进程间通讯或 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。

1. 基于文件类型的套接字家族：AF_UNIX
   unix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
2. 基于网络类型的套接字家族：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，所以大部分时候只使用AF_INET

五、Scoket的工作流程

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

 import socket
 socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
 #socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。

 #获取tcp/ip套接字
 tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

 #获取udp/ip套接字
 udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

 “”“由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
 例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)”“”

实例

• 服务端套接字函数
  s.bind()        绑定(主机,端口号)到套接字
  s.listen()      开始TCP监听
  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(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
  s.sendall()                发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
  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
  s.settimeout()        设置阻塞套接字操作的超时时间
  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

六、基于TCP的Socket

TCP服务端：

 ss = socket() 　　　　#创建服务器套接字
 ss.bind()      　　  #把地址绑定到套接字
 ss.listen()         #监听链接
 inf_loop:      　　  #服务器无限循环
     cs = ss.accept() #接受客户端链接
     comm_loop:         #通讯循环
         cs.recv()        #对话(接收)
         cs.send()       #对话(发送)
     cs.close()    #关闭客户端套接字
 ss.close()        #关闭服务器套接字(可选)    

TCP客户端：

 cs = socket()     # 创建客户套接字
 cs.connect()      # 尝试连接服务器
 comm_loop:        # 通讯循环
     cs.send()     # 对话(发送)
     cs.recv()     # 对话(接收)
 cs.close()        # 关闭客户套接字

实例1：

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 import socket
 ip_port=('127.0.0.1',8081)#电话卡（服务器的IP及端口，元组的格式）
 BUFSIZE=1024        #指定一次能接收数据的最大容量
 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
 s.bind(ip_port) #手机插卡
 s.listen(5)     #手机待机（监听缓存区容量）

 while True:                         #新增接收链接循环,可以不停的接电话
     conn,addr=s.accept()            #手机接电话
     # print(conn)
     # print(addr)
     print('接到来自%s的电话' %addr[0])
     while True:                         #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息
         msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话

         if len(msg) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生

         print(msg,type(msg))

         conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

     conn.close()                    #挂电话

 s.close()                       #手机关机

服务端

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 import socket
 ip_port=('127.0.0.1',8081)
 BUFSIZE=1024
 s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

 s.connect_ex(ip_port)           #拨电话

 while True:                             #新增通信循环,客户端可以不断发收消息
     msg=input('>>: ').strip()
     if len(msg) == 0:continue
     s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)

     feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
     print(feedback.decode('utf-8'))

 s.close()                                       #挂电话

客户端

问题：

有的同学在重启服务端时可能会遇到

这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址（如果不懂，请深入研究1.tcp三次握手，四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法）

解决方法：

 #加入一条socket配置，重用ip和端口

 phone=socket(AF_INET,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))

方法1

 发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接，通过调整linux内核参数解决，
 vi /etc/sysctl.conf

 编辑文件，加入以下内容：
 net.ipv4.tcp_syncookies = 1
 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
 net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

 然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。

 net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭；

 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭；

 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。

 net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

方法2

实例2：

 import socket, threading, time

 def tcplink(sock, addr):
     """每个连接都必须创建新线程（或进程）来处理，否则，单线程在处理连接的过程中，无法接受其他客户端的连接"""
     print('Accept new connection from %s: %s' % addr)
     sock.send(b'Welcome!')
     while True:
         data = sock.recv(1024)
         time.sleep(1)
         if not data or data.decode('utf-8') == 'exit':
             break
         sock.send(('Hello, %s!' % data.decode('utf-8')).encode('utf-8'))
     sock.close()
     print('Connection from %s: %s closed.' % addr)

 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 #监听端口
 s.bind(('127.0.0.1', 9999))
 s.listen(5)
 print('Waiting for connection...')
 while True:
     #接受一个新连接
     sock, addr = s.accept()
     #创建新线程来处理TCP连接
     t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
     t.start()

服务端

 import socket

 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 # 建立连接:
 s.connect(('127.0.0.1', 9999))
 # 接收欢迎消息:
 print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
 for data in [b'Michael', b'Tracy', b'Sarah']:
     # 发送数据:
     s.send(data)
     print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
 s.send(b'exit')
 s.close()

 #可同时开多个客户端

客户端

实例3：

 # 导入socket库:
 import socket

 # 创建一个socket:
 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 # 建立连接:
 s.connect(('www.sina.com.cn', 80))
 # 发送数据:
 s.send(b'GET / HTTP/1.1\r\nHost: www.sina.com.cn\r\nConnection: close\r\n\r\n')
 #TCP连接创建的是双向通道，双方都可以同时给对方发数据。但是谁先发谁后发，怎么协调，要根据具体的协议来决定。
 # 例如，HTTP协议规定客户端必须先发请求给服务器，服务器收到后才发数据给客户端。

 # 接收数据:
 buffer = []
 while True:
     # 每次最多接收1k字节:
     d = s.recv(1024)
     if d:
         buffer.append(d)
     else:
         break
 data = b''.join(buffer)
 # 关闭连接:
 s.close()

 header, html = data.split(b'\r\n\r\n', 1)
 print(header.decode('utf-8'))
 # 把接收的数据写入文件:
 with open('sina.html', 'wb') as f:
     f.write(html)

自定义客户端访问sina首页

七、粘包

首先需要掌握一个socket收发消息的原理：

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。

所谓粘包问题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。

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。

1. 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。
2. 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。
3. 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是基于数据包的，即便是你输入的是空内容（直接回车），那也不是空消息，udp协议会帮你封装上消息头。

udp的recvfrom是阻塞的，一个recvfrom(x)必须对一个一个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。

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。

两种情况下会发生粘包：

• 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，数据量很小，会合到一起，产生粘包）

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 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()

服务端

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 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('feng'.encode('utf-8'))

客户端

• 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） 

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 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()

服务端

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 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 feng'.encode('utf-8'))

客户端

解决粘包的方法：

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。

为字节流加上自定义固定长度报头，报头中包含字节流长度，然后一次send到对端，对端在接收时，先从缓存中取出定长的报头，然后再根据报头信息取真实数据。

struct模块

该模块可以把一个类型，如数字，转成固定长度的bytes：

 import struct
 struct.pack('i', 123456789)
 b'\x15\xcd[\x07'

 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)

 #_*_coding:utf-8_*_
 #http://www.cnblogs.com/coser/archive/2011/12/17/2291160.html
 __author__ = 'Linhaifeng'
 import struct
 import binascii
 import ctypes

 values1 = (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))

关于struct的详细用法

实例1：

 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:break
         print('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=err
         else:
             back_msg=res.stdout.read()

         conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) #先发back_msg的长度
         conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容

     conn.close()

服务端（自定制报头）

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 import socket,time,struct

 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:continue
     if msg == 'quit':break

     s.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=0
     data=b''
     while r_s < x:
         r_d=s.recv(1024)
         data+=r_d
         r_s+=len(r_d)

     # print(data.decode('utf-8'))
     print(data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码

客户端（自定制报头）

实例2：

我们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个字节足够用了）

发送时：

先发报头长度

再编码报头内容然后发送

最后发真实内容

接收时：

先收报头长度，用struct取出来

根据取出的长度收取报头内容，然后解码，反序列化

从反序列化的结果中取出待取数据的详细信息，然后去取真实的数据内容

 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:break
         print('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=err
         else:
             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()

服务端：定制稍微复杂一点的报头

 from socket import *
 import struct,json

 ip_port=('127.0.0.1',8080)
 client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
 client.connect(ip_port)

 while True:
     cmd=input('>>: ')
     if not cmd:continue
     client.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=0
     recv_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

客户端

八、socketserver模块

基于tcp的套接字，关键就是两个循环，一个链接循环，一个通信循环；相对应的，socketserver模块中分两大类：server类（解决链接问题）和request类（解决通信问题）。

server类：

request类：

继承关系:

以下述代码为例，分析socketserver源码：

 ftpserver=socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8080),FtpServer)
 ftpserver.serve_forever()

查找属性的顺序：ThreadingTCPServer->ThreadingMixIn->TCPServer->BaseServer:

1. 实例化得到ftpserver，先找类ThreadingTCPServer的__init__,在TCPServer中找到，进而执行server_bind,server_active
2. 找ftpserver下的serve_forever,在BaseServer中找到，进而执行self._handle_request_noblock()，该方法同样是在BaseServer中
3. 执行self._handle_request_noblock()进而执行request, client_address = self.get_request()（就是TCPServer中的self.socket.accept()），然后执行self.process_request(request, client_address)
4. 在ThreadingMixIn中找到process_request，开启多线程应对并发，进而执行process_request_thread，执行self.finish_request(request, client_address)
5. 上述四部分完成了链接循环，本部分开始进入处理通讯部分，在BaseServer中找到finish_request,触发我们自己定义的类的实例化，去找__init__方法，而我们自己定义的类没有该方法，则去它的父类也就是BaseRequestHandler中找....

源码分析总结：

基于tcp的socketserver我们自己定义的类中的

1. 　　self.server即套接字对象
2. 　　self.request即一个链接
3. 　　self.client_address即客户端地址

基于udp的socketserver我们自己定义的类中的

1. self.request是一个元组（第一个元素是客户端发来的数据，第二部分是服务端的udp套接字对象），如(b'adsf', <socket.socket fd=200, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_DGRAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080)>)
2. self.client_address即客户端地址

基于tcp的socketserver实例：

 import socketserver

 class FTP_server(socketserver.BaseRequestHandler):
     def handle(self):
         print('self:', self)
         print('self.request:', self.request)
         while True:
             data = self.request.recv(1024)
             print(data)
             self.request.send(data.upper())     #将客户端发来的单词全部大写后回复给客户端

 if __name__ == '__main__':
     obj = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 8080), FTP_server)
     obj.serve_forever()

服务端

 import socket

 client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 client.connect(('127.0.0.1', 8080))

 while True:     #通信循环
     msg = input('>>>: ').strip()
     if not msg: continue
     client.send(msg.encode('utf-8'))
     data = client.recv(1024)
     print(data)

 client.close()

客户端1，2，3

九、基于UDP的Scoket

udp服务端：

 ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
 ss.bind()       #绑定服务器套接字
 inf_loop:       #服务器无限循环
     cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
 ss.close()                         # 关闭服务器套接字

udp客户端：

 cs = socket()   # 创建客户套接字
 comm_loop:      # 通讯循环
     cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
 cs.close()                      # 关闭客户套接字

实例：

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 import socket
 ip_port=('127.0.0.1',9000)
 BUFSIZE=1024
 udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

 udp_server_client.bind(ip_port)

 while True:
     msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
     print(msg,addr)

     udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

udp服务端

 #_*_coding:utf-8_*_
 __author__ = 'Linhaifeng'
 import socket
 ip_port=('127.0.0.1',9000)
 BUFSIZE=1024
 udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

 while True:
     msg=input('>>: ').strip()
     if not msg:continue

     udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

     back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
     print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

udp客户端

时间服务器（按照客户端指定格式回复服务器的时间）：

 #-*-coding:utf-8-*-
 __author__ = 'Linhaifeng'
 from socket import *
 from time import strftime

 ip_port=('127.0.0.1',9000)
 bufsize=1024

 tcp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
 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()

ntp服务端

 #-*-coding:utf-8-*-
 __author__ = 'Linhaifeng'
 from socket import *
 ip_port=('127.0.0.1',9000)
 bufsize=1024

 tcp_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)

     print(data.decode('utf-8'))

 tcp_client.close()

ntp客户端

参考资料：

1. http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6129246.html

2. http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001432004374523e495f640612f4b08975398796939ec3c000

3. http://baike.baidu.com/item/socket/281150