Python_Day9_Socket编程

本节内容：

1. Socket语法及相关

2. SocketServer实现多并发

socket概念

socket本质上就是在2台网络互通的电脑之间，架设一个通道，两台电脑通过这个通道来实现数据的互相传递。 我们知道网络 通信 都 是基于 ip+port 方能定位到目标的具体机器上的具体服务，操作系统有0-65535个端口，每个端口都可以独立对外提供服务，如果 把一个公司比做一台电脑 ，那公司的总机号码就相当于ip地址， 每个员工的分机号就相当于端口， 你想找公司某个人，必须 先打电话到总机，然后再转分机 。

建立一个socket必须至少有2端， 一个服务端，一个客户端， 服务端被动等待并接收请求，客户端主动发起请求， 连接建立之后，双方可以互发数据。

Socket Families(地址簇)

socket.AF_UNIX unix本机进程间通信 

socket.AF_INET　IPV4　

socket.AF_INET6  IPV6

Socket Types

socket.SOCK_STREAM  #for tcp

socket.SOCK_DGRAM   #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_RDM  #是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。

socket.SOCK_SEQPACKET #废弃了

Socket 方法

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

socket.socketpair([family[, type[, proto]]])

socket.create_connection(address[, timeout[, source_address]])

socket.getaddrinfo(host, port, family=0, type=0, proto=0, flags=0) #获取要连接的对端主机地址

sk.bind(address)

　　s.bind(address) 将套接字绑定到地址。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。

sk.listen(backlog)

　　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

sk.setblocking(bool)

　　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。

sk.accept()

　　接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。

　　接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来

sk.connect(address)

　　连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。

sk.connect_ex(address)

　　同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061

sk.close()

　　关闭套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

　　接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

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

sk.send(string[,flag])

　　将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。即：可能未将指定内容全部发送。

sk.sendall(string[,flag])

　　将string中的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。

内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

sk.sendto(string[,flag],address)

　　将数据发送到套接字，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。该函数主要用于UDP协议。

sk.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 client 连接最多等待5s ）

sk.getpeername()

　　返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。

sk.getsockname()

　　返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

sk.fileno()

　　套接字的文件描述符

SocketServer

class socketserver.TCPServer(server_address, RequestHandlerClass, bind_and_activate=True)

class socketserver.UDPServer(server_address, RequestHandlerClass, bind_and_activate=True)

There are five classes in an inheritance diagram, four of which represent synchronous servers of four types:

+------------+
| BaseServer |
+------------+
      |
      v
+-----------+        +------------------+
| TCPServer |------->| UnixStreamServer |
+-----------+        +------------------+
      |
      v
+-----------+        +--------------------+
| UDPServer |------->| UnixDatagramServer |
+-----------+        +--------------------+

The mix-in class comes first, since it overrides a method defined in UDPServer. Setting the various attributes also changes the behavior of the underlying server mechanism.

class socketserver.ForkingTCPServer

class socketserver.ForkingUDPServer

class socketserver.ThreadingTCPServer

class socketserver.ThreadingUDPServer

Request Handler Objects

class socketserver.BaseRequestHandler

This is the superclass of all request handler objects. It defines the interface, given below. A concrete request handler subclass must define a new handle() method, and can override any of the other methods. A new instance of the subclass is created for each request.

setup()

Called before the handle() method to perform any initialization actions required. The default implementation does nothing.

handle()

This function must do all the work required to service a request. The default implementation does nothing. Several instance attributes are available to it; the request is available as self.request; the client address as self.client_address; and the server instance as self.server, in case it needs access to per-server information.

The type of self.request is different for datagram or stream services. For stream services,self.request is a socket object; for datagram services, self.request is a pair of string and socket.

finish()

Called after the handle() method to perform any clean-up actions required. The default implementation does nothing. If setup() raises an exception, this function will not be called.

socketserver.TCPServer Example

server side

import socketserver

 

class MyTCPHandler(socketserver.BaseRequestHandler):

    """

    The request handler class for our server.

 

    It is instantiated once per connection to the server, and must

    override the handle() method to implement communication to the

    client.

    """

 

    def handle(self):

        # self.request is the TCP socket connected to the client

        self.data = self.request.recv(1024).strip()

        print("{} wrote:".format(self.client_address[0]))

        print(self.data)

        # just send back the same data, but upper-cased

        self.request.sendall(self.data.upper())

 

if __name__ == "__main__":

    HOST, PORT = "localhost", 9999

 

    # Create the server, binding to localhost on port 9999

    server = socketserver.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)

 

    # Activate the server; this will keep running until you

    # interrupt the program with Ctrl-C

    server.serve_forever()

 

client side

import socket

import sys

 

HOST, PORT = "localhost", 9999

data = " ".join(sys.argv[1:])

 

# Create a socket (SOCK_STREAM means a TCP socket)

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

 

try:

    # Connect to server and send data

    sock.connect((HOST, PORT))

    sock.sendall(bytes(data + "\n", "utf-8"))

 

    # Receive data from the server and shut down

    received = str(sock.recv(1024), "utf-8")

finally:

    sock.close()

 

print("Sent:     {}".format(data))

print("Received: {}".format(received))

 

上面这个例子你会发现，依然不能实现多并发，哈哈，在server端做一下更改就可以了

把

server = socketserver.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)

改成

server = socketserver.ThreadingTCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)