概述

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层。

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。

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要进行socket编程，发送网络消息，我们可以使用 Python 内置的 socket 库 。

目前的socket编程，使用的最多的就是通过TCP协议进行网络通讯的。

TCP进行通讯的程序双方，分为服务端和客户端。

TCP 协议进行通讯的双方，是需要先建立一个虚拟连接的。然后双方程序才能发送业务数据信息。

建立TCP虚拟连接是通过著名的 三次握手 进行的。

TCP服务端程序

详解

首先需要导入socket 库

Python里面对Socket接口的调用全部封装到了socket库里了。

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from socket import *

定义配置项

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# 等待客户端来连接
IP = '127.0.0.1'
# 端口号
PORT = 50000
# 定义一次从socket缓冲区最多读入512个字节数据
BUFLEN = 512

这个IP是指“哪个IP可以连接你这个服务端“

如果IP = '0.0.0.0'就表示所有IP地址都可以连接这个服务端。

实例化一个Socket对象

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listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
# socket绑定地址和端口 
listenSocket.bind((IP, PORT))
# 参数 8 表示 最多接受多少个等待连接的客户端
listenSocket.listen(8)
  • 参数 AF_INET 表示该socket网络层使用IP协议
  • 参数 SOCK_STREAM 表示该socket传输层使用TCP协议

listenSocket.bind((IP, PORT))绑定IP和PORT后，表示将监听该端口号和IP地址。

listenSocket.listen(8)，然后就进入等待连接的状态，最多接受8个客户端。

获取请求

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dataSocket, addr = listenSocket.accept()

返回的是一个元组，用两个变量接收

  • dataSocket：是一个新的Socket对象。
  • addr：是客户端地址，包括（IP地址，端口号），例如：('127.0.0.1', 61799)。

注意：当调用了 accept() 方法，服务端程序就处于了阻塞状态，一直等待连接，如果没有连接，下面的代码就不会执行。直到接收到了连接。

接收数据并处理

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while True:
    # 尝试读取对方发送的消息
    # BUFLEN 指定从接收缓冲里最多读取多少字节
    recved = dataSocket.recv(BUFLEN)

    # 如果返回空bytes，表示对方关闭了连接
    # 退出循环，结束消息收发
    if not recved:
        break

    # 读取的字节数据是bytes类型，需要解码为字符串
    info = recved.decode()
    print(f'收到对方信息： {info}')

    # 发送的数据类型必须是bytes，所以要编码
    dataSocket.send(f'服务端接收到了信息 {info}'.encode())

recv(BUFLEN)方法返回的是 字节串类似Java的字节流，如果客户端关闭了，那么就会返回b''。

  • str.decode(encoding='UTF-8',errors='strict') 字符串解码

    • 默认使用UTF-8

    • errors – 设置不同错误的处理方案。默认为 strict,意为编码错误引起一个UnicodeError。

      其他可能得值有 ignore, replace, xmlcharrefreplace, backslashreplace 以及通过 codecs.register_error() 注册的任何值。

  • str.encode(encoding='UTF-8',errors='strict')字符串编码【参数和decode()一样】

收发数据不一定是字符串，可以是其他数据，比如 图片音频等…

recv(BUFLEN) 方法也会使程序处于阻塞状态，一直等待的是数据，而accept() 等待的是连接。

最后关闭连接

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# 服务端也调用close()关闭socket
dataSocket.close()
listenSocket.close()

完整代码

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#  === TCP 服务端程序 server.py ===

# 导入socket 库
from socket import *

# 主机地址为空字符串，表示绑定本机所有网络接口ip地址
# 等待客户端来连接
IP = '127.0.0.1'
# 端口号
PORT = 50000
# 定义一次从socket缓冲区最多读入512个字节数据
BUFLEN = 512

# 实例化一个socket对象
# 参数 AF_INET 表示该socket网络层使用IP协议
# 参数 SOCK_STREAM 表示该socket传输层使用TCP协议
listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

# socket绑定地址和端口
listenSocket.bind((IP, PORT))


# 使socket处于监听状态，等待客户端的连接请求
# 参数 8 表示 最多接受多少个等待连接的客户端
listenSocket.listen(8)
print(f'服务端启动成功，在{PORT}端口等待客户端连接...')

dataSocket, addr = listenSocket.accept()
print('接受一个客户端连接:', addr)

while True:
    # 尝试读取对方发送的消息
    # BUFLEN 指定从接收缓冲里最多读取多少字节
    recved = dataSocket.recv(BUFLEN)

    # 如果返回空bytes，表示对方关闭了连接
    # 退出循环，结束消息收发
    if not recved:
        break

    # 读取的字节数据是bytes类型，需要解码为字符串
    info = recved.decode()
    print(f'收到对方信息： {info}')

    # 发送的数据类型必须是bytes，所以要编码
    dataSocket.send(f'服务端接收到了信息 {info}'.encode())

# 服务端也调用close()关闭socket
dataSocket.close()
listenSocket.close()

TCP客户端程序

经过服务端程序讲解，客户端的程序就不做详解。一样，直接上代码

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#  === TCP 客户端程序 client.py ===

from socket import *

IP = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 50000
BUFLEN = 1024

# 实例化一个socket对象，指明协议
dataSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

# 连接服务端socket
dataSocket.connect((IP, SERVER_PORT))

while True:
    # 从终端读入用户输入的字符串
    toSend = input('>>> ')
    if  toSend =='exit':
        break
    # 发送消息，也要编码为 bytes
    dataSocket.send(toSend.encode())

    # 等待接收服务端的消息
    recved = dataSocket.recv(BUFLEN)
    # 如果返回空bytes，表示对方关闭了连接
    if not recved:
        break
    # 打印读取的信息
    print(recved.decode())

dataSocket.close()

其实，客户端的connect() 方法对应着服务端的 accept()方法，进行了三次握手。

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