网络编程 --- subprocess模块，struct模块，粘包，UDP协议，socket_server模块

目录

• subprocess模块
• struct模块
• 粘包
  • 粘包问题
  • 解决粘包问题
  • 解决粘包问题的方法
  • 上传大文件的方法
• UDP协议
  • 特性
  • 使用方法
• socket_server模块
  • 使用方法

subprocess模块

作用：

1.可以帮你通过代码执行操作系统的终端命令

2.并返回终端执行命令后的结果

import subprocess

cmd = input('cmd>>')
obj = subprocess.Popen(
    cmd,  
    shell=True,   
    stderr=subprocess.PIPE,   # 返回错误结果参数
    stdout=subprocess.PIPE    # 返回正确结果参数

)

result = obj.stdout.read() + obj.stderr.read()
print(result.decode('gbk'))        # 直接调用cmd进行工作，记得使用gbk解码

struct模块

是一个可以将很长的数据的长度，压缩成固定的长度的一个标记（数据报头）

import struct

#打包压缩
# i模式，会将数据长度压缩成4个bytes

import struct

str1 = 'dfhkashklfhasfhhlhffihiurue'   

herders = struct.pack('i',len(str1))   
print(herders)    # b'x1bx00x00x00'
print(len(herders))   # 4，压缩成的报头长度为4

date_len = struct.unpack('i',herders)
print(date_len[0])   #打印结果为元组行式，可以按照索引取值来将值取出

粘包

粘包问题

服务端第一次发送的数据，客户端无法精确一次性接收完毕。下一次发送的数据与上一次数据粘在一起了。

1.无法预测对方需要接收到数据大小长度。

2.多次连续发送数据量小，并且时间间隔短的数据一次性打包发送

TCP协议特性：

TCP是一个流式协议，会将多次连续发送的数据量小，并且时间间隔短的数据一次性打包发送

解决粘包问题

--struct模块

必须先定义报头，发送报头，再发送真实数据

- 既想发送文件，又想发送文件的描述信息
               # 客户端发送字典给服务端
                send_dic = {
                    file_name: 文件名
                    file_size: 文件的真实长度 1000000
                }

                # 通过json模块序列化成bytes数据
                json_data = json.dumps(send_dic)
                bytes_data = json_data.encode('utf-8')  # bytes

                # 先获取字典的报头
                headers = struct.pack('i', len(bytes_data))

            # 服务端接收到字典，并接收文件的真实数据

解决粘包问题的方法

服务端：
import socket
import json
import struct
server = socket.socket()
server.bind(
    ('127.0.0.1', 9527)
)
server.listen(5)

while True:
    conn, addr = server.accept()
    while True:
        try:
            # 先接收报头
            headers = conn.recv(4)

            # 解包获取真实数据长度
            data_len = struct.unpack('i', headers)[0]

            # 获取字典数据真实长度
            bytes_data = conn.recv(data_len)

            back_dic = json.loads(bytes_data.decode('utf-8'))

            print(back_dic)

        except Exception as e:
            print(e)
            break
    conn.close()

    
   
客户端：
import socket
import struct
import json
import time

client = socket.socket()

client.connect(
    ('127.0.0.1', 9527)
)

while True:

    send_dic = {
        'file_name': 'jason真实写真集.avi',
        'file_size': 10000000  # 10G
    }

    # json序列化，并转码成bytes类型数据
    json_data = json.dumps(send_dic)
    bytes_data = json_data.encode('utf-8')

    # 先做报头
    headers = struct.pack('i', len(bytes_data))
    client.send(headers)
    client.send(bytes_data)

    time.sleep(10)

上传大文件的方法

服务端：
import socket
import json
import struct
server = socket.socket()
server.bind(
    ('127.0.0.1', 9527)
)
server.listen(5)

while True:
    conn, addr = server.accept()
    try:
        # 先接收字典报头
        headers = conn.recv(4)

        # 解包获取字典真实数据长度
        data_len = struct.unpack('i', headers)[0]

        # 获取字典真实数据
        bytes_data = conn.recv(data_len)

        # 反序列得到字典
        back_dic = json.loads(bytes_data.decode('utf-8'))

        print(back_dic)

        # 拿到字典的文件名，文件大小
        file_name = back_dic.get('file_name')
        file_size = back_dic.get('file_size')

        init_data = 0
        # 1.以文件名打开文件，准备写入
        with open(file_name, 'wb') as f:

            # 一点一点接收文件，并写入
            while init_data < file_size:
                data = conn.recv(1024)
                # 2.开始写入视频文件
                f.write(data)
                init_data += len(data)

            print(f'{file_name}接收完毕!')

    except Exception as e:
        print(e)
        break

conn.close()


客户端
import socket
import struct
import json

client = socket.socket()

client.connect(
    ('127.0.0.1', 9527)
)


# 1.打开一个视频文件，获取视频数据大小
with open(r'D:jason真实写真集.mp4', 'rb') as f:
    movie_bytes = f.read()

    # 关闭文件

# 2.为视频文件组织一个字典，字典内有视频的名称，视频大小
send_dic = {
    'file_name': 'jason真实写真集.mp4',
    'file_size': len(movie_bytes)  # 10G
}

# 3.先打包字典，发送headers报头，再发送真实字典数据
json_data = json.dumps(send_dic)
bytes_data = json_data.encode('utf-8')
headers = struct.pack('i', len(bytes_data))
# 发送报头
client.send(headers)
# 发送真实字典数据
client.send(bytes_data)

# 4.接着发送真实视频文件数据
init_data = 0
num = 1
with open(r'D:jason真实写真集.mp4', 'rb') as f:
    while init_data < len(movie_bytes):
        # 最后一次获取，有多少拿多少
        send_data = f.read(1024)
        print(send_data, num)
        num += 1
        # 每次发送1024数据
        client.send(send_data)
        # 为初始发送数据 + 已发送数据的长度
        init_data += len(send_data)

UDP协议

定义：UDP是一种传输协议

特性

1.不需要建立双向管道

2.不会粘包

3.客户端给服务端发送数据，不需要等待服务端返回结果成功

4.数据容易丢失，数据不安全

使用方法

服务端
import socket

# SOCK_DGRAM: 代表UDP
server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)

# 服务端需要绑定ip+port
server.bind(
    ('127.0.0.1', 9527)
)

# TCP
# conn, addr = server.accept()
# conn.recv()

# UDP
msg, addr = server.recvfrom(1024)
msg1, addr1 = server.recvfrom(1024)
msg2, addr2 = server.recvfrom(1024)

print(msg, msg1, msg2)


客户端
import socket
client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
server_ip_port = ('127.0.0.1', 9527)

client.sendto(b'hello', server_ip_port)
client.sendto(b'hello', server_ip_port)
client.sendto(b'hello', server_ip_port)
client.sendto(b'hello', server_ip_port)
client.sendto(b'hello', server_ip_port)

socket_server模块

python内置模块，可以简化socket套接字服务端的代码

简化TCP与UDP服务端代码

必须要创建一个类

使用方法

# 定义类
# TCP: 必须继承BaseRequestHandler类
class MyTcpServer(socketserver.BaseRequestHandler):
    # 必须重写父类的handle
    def handle(self):

        while True:
           try:
               # 1.接收消息
               data = self.request.recv(1024).decode('utf-8')  # conn.recv(1024)
               send_msg = data.upper()
               self.request.send(send_msg.encode('utf-8'))

           except Exception as e:
                print(e)
                break


if __name__ == '__main__':
    server = socketserver.ThreadingTCPServer(
        ('127.0.0.1', 8888), MyTcpServer
    )

    # 永久执行服务
    server.serve_forever()