网络编程----基于udp协议的socket和socketserver实现并发

基于udp协议的socket和socketserver实现并发

一, 基于udp协议的socket

1. udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错

   

2. UDP协议下的socket通讯流程:

• 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),recvform接收消息.这个消息有两项(元组),消息内容(第一项)和对方客户端的地址(元组(ip,端口号)),然后回复消息时也要带着你收到的这个客户端的地址,发送回去,最后关闭连接,一次交互结束

  # 服务端
  import socket
  udp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)  # 基于网络,UDP协议的socket
  udp_server.bind(('192.168.13.19', 2020))
  while 1:
      f_c = udp_server.recvfrom(1024)
      print(f'来自{f_c[1]}的消息:', f_c[0].decode('utf-8'))
      t_c = input('>>>:').strip().encode('utf-8')
      udp_server.sendto(t_c, f_c[1])
  
  # 虽然看起来像是多个数据同时接收,但其实还是串行,需要分别回复
  ---------------------------------------------------
  # 客户端
  import socket
  udp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
  
  while 1:
      t_s = input('>>>:').strip().encode('utf-8')
      udp_client.sendto(t_s, ('192.168.13.19', 2020))
      f_s = udp_client.recvfrom(1024)
      print(f'来自{f_s[1]}的消息:', f_s[0].decode('utf-8'))
  

二, socketserver实现并发

1. 为什么要使用socketserver?

• 之前写的tcp协议的socket只能和一个客户端通信,如果用socketserver可以实现和多个客户端通信.它是在socket的基础上进行了一层封装,也就是说底层还是调用的socket,在py2.7里面叫做SocketServer也就是大写了两个S,在py3里面就小写了.同时可以和多个客户端进行通信,多个人可以同时进行上传下载等.

2. socketserver基础用法:

   # 服务端
   import socketserver
   
   # 必须继承socketserver.BaseRequestHandler
   class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
       def handle(self):  # 必须是handle名字
           while 1:  # self.request相当于conn管道
               from_client_data = self.request.recv(1024).decode('utf-8')
               print(from_client_data)
               to_client_data = input('>>>:').strip().encode('utf-8')
               self.request.send(to_client_data)
   
   if __name__ == '__main__':
       ip_port = ('127.0.0.1', 2021)
       socketserver.TCPServer.allow_reuse_address = True  # 允许端口重用
       server = socketserver.ThreadingTCPServer(ip_port, MyServer)
       # 对socketserver.ThreadingTCPServer类实例化对象,将ip地址,端口号以及自己定义的类名传入,并返回一个对象
       server.serve_forever()  # 对象执行serve_forever方法,开启服务端
   -------------------------------------------------------
   # 客户端
   import socket
   
   phone = socket.socket()
   phone.connect(('127.0.0.1', 2021))
   while 1:
       content = input('>>>:')
       to_server = '太上老君:' + content
       phone.send(to_server.encode('utf-8'))
       from_server = phone.recv(1024)
       print(from_server.decode('utf-8'))
   

3. sockerserver源码分析:

   

4. 具体流程分析

   在整个socketserver这个模块中,其实就干了两件事情：1、一个是循环建立链接的部分,每个客户链接都可以连接成功  2、一个通讯循环的部分,就是每个客户端链接成功之后,要循环的和客户端进行通信.
   看代码中的：server = socketserver.ThreadingTCPServer(ip_port, MyServer)
   查找属性的顺序：ThreadingTCPServer->ThreadingMixIn->TCPServer->BaseServer
   实例化得到server,先找ThreadingMixIn中的__init__方法,发现没有init方法,然后找类TCPServer的__init__,在TCPServer中找到,在里面创建了socket对象,进而执行server_bind(相当于bind),server_active(点进去看执行了listen)
   找server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
   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)
   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)
   
   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,触发自己定义的类的实例化,去找__init__方法,而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自己定义的类中的:
   　　self.server即套接字对象
   　　self.request即一个链接
   　　self.client_address即客户端地址
   　　
   基于udp的socketserver自己定义的类中的:
   　　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)>)
   　　self.client_address即客户端地址