一、Socket
socket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，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。
socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）
socket和file的区别：
- file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】
- socket模块是针对 服务器端 和 客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】
python提供两个socket模块：
1.socket：提供了标准的 BSD Sockets API。
2. socketserver：它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。
socket通讯过程：
socket_server:
1 import socket 2 3 server = socket.socket() 4 server.bind(("localhost", 6969)) # 绑定要监听的端口 5 server.listen() # 监听 6 print("服务器启动!") 7 while True: 8 print("等待客户端连接！") 9 conn, addr = server.accept() # 等电话进来 10 print("客户端%s已连接！" % addr[0]) 11 conn.send("Welcome Breakering Server!".encode("utf-8")) 12 while True: 13 try: 14 data = conn.recv(1024) 15 print("recv:", data.decode()) 16 conn.send(data.upper()) 17 except ConnectionResetError as e: 18 print(e) 19 break
socket_client:
1 import socket 2 3 client = socket.socket() # 声明socket类型，同时生成socket连接对象 4 client.connect(("localhost", 6969)) 5 print(client.recv(1024).decode()) 6 while True: 7 msg = input(">>:").strip() 8 if len(msg) == 0: 9 continue 10 client.send(msg.encode("utf-8")) 11 data = client.recv(1024) 12 print(data.decode("utf-8"))
socket模块使用：
socket对象：
sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)
参数一：地址簇
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参数
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描述
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socket.AF_INET
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IPv4（默认）
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socket.AF_INET6
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IPv6
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socket.AF_UNIX
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只能够用于单一的Unix系统进程间通信
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参数二：类型
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参数
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描述
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socket.SOCK_STREAM
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流式socket , for TCP （默认）
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socket.SOCK_DGRAM
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数据报式socket , for UDP
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socket.SOCK_RAW
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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。
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socket.SOCK_RDM
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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。
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socket.SOCK_SEQPACKET
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可靠的连续数据包服务
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参数三：协议
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参数
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描述
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0
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（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议
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socket中基本方法
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方法
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描述
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s.bind(address)
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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。
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sk.listen(backlog)
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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。
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sk.setblocking(bool)
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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。
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sk.accept()
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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。
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sk.connect(address)
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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。
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sk.connect_ex(address)
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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
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sk.close()
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关闭套接字连接
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sk.recv(bufsize[,flag])
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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。
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sk.recvfrom(bufsize[.flag])
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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。
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sk.send(string[,flag])
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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。
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sk.sendall(string[,flag])
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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。
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sk.sendto(string[,flag],address)
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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。
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sk.settimeout(timeout)
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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。
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sk.getpeername()
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返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
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sk.getsockname()
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返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
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sk.fileno()
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套接字的文件描述符
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二、SocketServer
为了简化socket的开发，socketserver提供了多种socket服务器模块，关系如下：
+------------+
| BaseServer |
+------------+
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v
+-----------+ +------------------+
| TCPServer |------->| UnixStreamServer |
+-----------+ +------------------+
|
v
+-----------+ +--------------------+
| UDPServer |------->| UnixDatagramServer |
+-----------+ +--------------------+
SocketServer内部使用IO多路复用、以及 “多线程” 和 “多进程”（后续篇章会提到），从而实现并发处理多个客户端请求的Socket服务端。即：每个客户端请求连接到服务器时，Socket服务端都会在服务器是创建一个“线程”或者“进程” 专门负责处理当前客户端的所有请求。
socketserver_server:
1 import socketserver 2 3 class MyTCPHandler(socketserver.BaseRequestHandler): 4 5 def handle(self): 6 while True: 7 try: 8 self.data = self.request.recv(1024).strip() 9 except ConnectionResetError as e: 10 print(e) 11 break 12 print("{} wrote:", self.client_address[0]) 13 print(self.data) 14 self.request.send(self.data.upper()) 15 16 if __name__ == '__main__': 17 HOST, PORT = "localhost", 9999 18 server = socketserver.TCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler) 19 server.serve_forever()
socketserver_client:
1 import socket 2 3 client = socket.socket() 4 client.connect(("localhost", 9999)) 5 6 while True: 7 data = input(">>>:").strip() 8 if len(data) == 0: 9 continue 10 client.send(data.encode("utf-8")) 11 msg_from_server = client.recv(1024) 12 print(msg_from_server)
ThreadingTCPServer
ThreadingTCPServer实现的Soket服务器内部会为每个client创建一个 “线程”，该线程用来和客户端进行交互。
1、ThreadingTCPServer基础
使用ThreadingTCPServer:
- 创建一个继承自 SocketServer.BaseRequestHandler 的类
- 类中必须定义一个名称为 handle 的方法
- 启动ThreadingTCPServer
ThreadingTCPServer:
1 import socketserver 2 3 class MyTCPHandler(socketserver.BaseRequestHandler): 4 5 def handle(self): 6 while True: 7 try: 8 self.data = self.request.recv(1024).strip() 9 except ConnectionResetError as e: 10 print(e) 11 break 12 print("{} wrote:", self.client_address[0]) 13 print(self.data) 14 self.request.send(self.data.upper()) 15 16 if __name__ == '__main__': 17 HOST, PORT = "localhost", 9999 18 server = socketserver.ThreadingTCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler) 19 server.serve_forever()
Client:
1 import socket 2 3 client = socket.socket() 4 client.connect(("localhost", 9999)) 5 6 while True: 7 data = input(">>>:").strip() 8 if len(data) == 0: 9 continue 10 client.send(data.encode("utf-8")) 11 msg_from_server = client.recv(1024) 12 print(msg_from_server)
2、ThreadingTCPServer源码剖析
ThreadingTCPServer的类图关系如下：
内部调用流程为：
- 启动服务端程序
- 执行 TCPServer.__init__ 方法，创建服务端Socket对象并绑定 IP 和 端口
- 执行 BaseServer.__init__ 方法，将自定义的继承自SocketServer.BaseRequestHandler 的类 MyRequestHandle赋值给 self.RequestHandlerClass
- 执行 BaseServer.server_forever 方法，While 循环一直监听是否有客户端请求到达 ...
- 当客户端连接到达服务器
- 执行 ThreadingMixIn.process_request 方法，创建一个 “线程” 用来处理请求
- 执行 ThreadingMixIn.process_request_thread 方法
- 执行 BaseServer.finish_request 方法，执行 self.RequestHandlerClass() 即：执行 自定义 MyRequestHandler 的构造方法（自动调用基类BaseRequestHandler的构造方法，在该构造方法中又会调用 MyRequestHandler的handle方法）
ThreadingTCPServer相关源码：
BaseServerTCPServerThreadingMixInThreadingTCPServerBaseRequestHandlerSocketServer的ThreadingTCPServer之所以可以同时处理请求得益于 select 和 Threading 两个模块，其实本质上就是在服务器端为每一个客户端创建一个线程，当前线程用来处理对应客户端的请求，所以，可以支持同时多个个客户端连接。
ForkingTCPServer
ForkingTCPServer和ThreadingTCPServer的使用和执行流程基本一致，只不过在内部分别为请求者建立 “线程” 和 “进程”。