socket编程

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。

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。

基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

基于网络类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_INET

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)

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

socket实验推演流程

1：用打电话的流程快速描述socket通信
2：服务端和客户端加上基于一次链接的循环通信
3：客户端发送空，卡主，证明是从哪个位置卡的
服务端：
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8081))
phone.listen(5)

conn,addr=phone.accept()
while True:
    data=conn.recv(1024)
    print('server===>')
    print(data)
    conn.send(data.upper())
conn.close()
phone.close()
客户端：
from socket import *

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1',8081))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    phone.send(msg.encode('utf-8'))
    print('client====>')
    data=phone.recv(1024)
    print(data)

说明卡的原因：缓冲区为空recv就卡住，引出原理图

4.演示客户端断开链接，服务端的情况，提供解决方法

5.演示服务端不能重复接受链接，而服务器都是正常运行不断来接受客户链接的

6:简单演示udp
服务端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8082))
while True:
    msg,addr=phone.recvfrom(1024)
    phone.sendto(msg.upper(),addr)
客户端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:
    msg=input('>>: ')
    phone.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8082))
    msg,addr=phone.recvfrom(1024)
    print(msg)

基于tcp的套接字

tcp是基于链接的，必须先启动服务端，然后再启动客户端去链接服务器端

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

         cs.recv()/cs.send()  对话（接受与发送）

     cs.close() 关闭客户端套接字

ss.close()   关闭服务器套接字（）

tcp客户端

cs=socket() 创建客户套接字

cs.connect()  尝试链接服务器

comm_loop:   通讯循环

      cs.send()/cs.recv()  对话（发送/接受）

cs.close()  关闭客户端套接字

加上链接循环与通信循环

import socket

ip_port=('127.0.0.1,8081')

BUFSIZE=1024

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

s.bind(ip_port)

s.listen(5)

while True:

    conn,addr=s.accept()

    print('接受来自%s的电话‘ %addr[0])

    while True:

        msg=conn.recv(BUFSIZE)

        if len(msg) == 0:break

        conn,send(msg.upper())

    conn.close()

s.close()

#_*_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

客户端改进版

基于udp的套接字

udp是无连接的，先启动那一段都不会报错

udp服务器

ss = socket()创建一个服务器套接字

ss.bind() 绑定到服务器套接字

inf_loop:  服务器无限循环

   cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() 对话（发送与接受）

ss.close()  关闭服务器套接字

udp客户端

cs = socket() 创建客户端套接字

comm_loop:  通讯循环

    cs.sendto()/cs.recvfrom()  对话（发送/接收）

cs.close() 关闭套接字

udp套接字简单示例

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)

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)

QQ聊天

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = 'Linhaifeng'
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #买手机
udp_server_sock.bind(ip_port)

while True:
qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024)
print('来自[%s:%s]的一条消息:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8')))
back_msg=input('回复消息: ').strip()

udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)

udp服务端

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

qq_name_dic={
'狗哥alex':('127.0.0.1',8081),
'瞎驴':('127.0.0.1',8081),
'一棵树':('127.0.0.1',8081),
'武大郎':('127.0.0.1',8081),
}

while True:
qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()
while True:
msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip()
if msg == 'quit':break
if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue
udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])

back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
print('来自[%s:%s]的一条消息:33[1;44m%s33[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))

udp_client_socket.close()

udp客户端1

ntp时间服务器

#_*_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客户端

#_*_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()