• 网络编程——socket(四十三)


    http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/6129246.html#_label7

    http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html

    一,客户端/服务器架构(C/S)

    1.硬件C/S架构(打印机)

    2.软件C/S架构

      互联网中处处是C/S架构

      如黄色网站是服务端,你的浏览器是客户端(B/S架构也是C/S架构的一种)

      腾讯作为服务端为你提供视频,你得下个腾讯视频客户端才能看它的视频)

    C/S架构与socket的关系:

    我们学习socket就是为了完成C/S架构的开发

     

    二,什么是socket

    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。

    所以,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。

    套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。 

     

    基于文件类型的套接字家族

    套接字家族的名字:AF_UNIX

    unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

    基于网络类型的套接字家族

    套接字家族的名字:AF_INET

    (还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)


    三,套接字工作流程

     

    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),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。

    在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。

    客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束

     

    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

     

    四,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
        comm_loop:         #通讯循环
            cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)
        cs.close()    #关闭客户端套接字
    ss.close()        #关闭服务器套接字(可选)

    tcp客户端

    1 cs = socket()    # 创建客户套接字
    2 cs.connect()    # 尝试连接服务器
    3 comm_loop:        # 通讯循环
    4      cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)
    5 cs.close()            # 关闭客户套接字

     

    简单版的套接字通信

    server服务端

    import socket
    ip_port = ('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    sk.bind(ip_port)
    sk.listen(5)
    print('-->等待接入...')
    conn, addr = sk.accept()
    print(conn)
    print(addr)
    '''
    <socket.socket fd=384, family=AddressFamily.AF_INET, 
    type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 9000), raddr=('127.0.0.1', 37852)>
    
    ('127.0.0.1', 37852)
    '''
    
    print('receive from %s' %addr[0]) # receive from 127.0.0.1
    
    msg = conn.recv(BUFSIZE)
    print(msg, type(msg))
    
    conn.send(msg.upper())
    
    conn.close()
    sk.close()
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    client客户端

    import socket
    ip_port = ('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    sk.connect(ip_port)
    sk.send('hello world'.encode('utf-8')) # 只能发送字节类型
    
    feedback = sk.recv(BUFSIZE)
    print(feedback.decode('utf-8'))
    
    sk.close()
    View Code

    改进版server服务端

    import socket
    ip_port = ('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    sk.bind(ip_port)
    sk.listen(5)
    print('-->等待接入...')
    
    while True: # 循环接收
        conn, addr = sk.accept()
        print('receive from %s' %addr[0]) # receive from 127.0.0.1
    
        while True: # 可以不断的通信,收发消息
            msg = conn.recv(BUFSIZE)
            if len(msg) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生
            print(msg, type(msg))
            conn.send(msg.upper())
    
        conn.close()
    sk.close()


    改进版client服务端

    import socket
    ip_port = ('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    sk.connect_ex(ip_port) # connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
    while True:
        msg = input('==>:'.strip())
        if len(msg) == 0:continue
        sk.send(msg.encode('utf-8')) # 只能发送字节类型
    
        feedback = sk.recv(BUFSIZE)
        print(feedback.decode('utf-8'))
    
    sk.close()

    当客户端先退出的时候服务端 会出现异常,改良版如下:

    import socket
    
    ip_port = ('127.0.0.1',7899)
    BUFSIZE = 1024
    
    sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    sk.bind(ip_port)
    sk.listen(5)
    
    while True:
        print('===>wait for client connecting...')
        conn, addr = sk.accept()
        while True:
            try:
                msg = conn.recv(BUFSIZE)
                if len(msg) == 0:break
                print(msg)
                conn.send(msg.upper())
            except Exception as e:
                break
        conn.close()
    sk.close()
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    问题:

    有的同学在重启服务端时可能会遇到

    这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址(如果不懂,请深入研究1.tcp三次握手,四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法)

    解决方法:

    #加入一条socket配置,重用ip和端口
    
    phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加
    phone.bind(('127.0.0.1',8080))
    方法2
    发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整linux内核参数解决,
    vi /etc/sysctl.conf
    
    编辑文件,加入以下内容:
    net.ipv4.tcp_syncookies = 1
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
    net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
     
    然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。
     
    net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;
    
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;
    
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。
    
    net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间
    
    方法二
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    五,基于UDP的套接字

    udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错

    udp服务端

    1 ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
    2 ss.bind()       #绑定服务器套接字
    3 inf_loop:       #服务器无限循环
    4     cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
    5 ss.close()   

    udp客户端

    cs = socket()   # 创建客户套接字
    comm_loop:      # 通讯循环
        cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
    cs.close()                      # 关闭客户套接字

    udp套接字简单示例

    服务端 

    from socket import *
    
    ip_port = ('127.0.0.1',7899)
    BUFSIZE = 1024
    
    udp_server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    udp_server.bind(ip_port)
    
    while True:
        data, addr = udp_server.recvfrom(BUFSIZE)
        print(data.decode('utf-8'),addr)
        udp_server.sendto(data.upper(), addr)
    View Code

    客户端

    from socket import *
    
    ip_port = ('127.0.0.1',7899)
    BUFSIZE = 1024
    
    udp_client = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    
    while True:
        msg = input('==>').strip()
        udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)
        msg_back, addr = udp_client.recvfrom(BUFSIZE)
        print(msg_back.decode('utf-8'))
    View Code

     UDP 实现的简单时间服务器

    服务断

    from socket import *
    import time
    ip_port=('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE=1024
    
    udp_server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    udp_server.bind(ip_port)
    
    while True:
        print('waiting for conncting...')
        data, addr = udp_server.recvfrom(BUFSIZE)
        print(data.decode('utf-8'))
        print(addr)
        if not data:
            fm = "%Y-%m-%d %X"
        else:
            fm = data.decode('utf-8')
        now_time = time.strftime(fm)
        udp_server.sendto(now_time.encode('utf-8'), addr)
    udp_server.close()
    View Code

    客户端

    from socket import *
    import time
    ip_port=('127.0.0.1',9000)
    BUFSIZE=1024
    
    udp_client = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    
    while True:
        msg = input('===>').strip()
        udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'), ip_port)
        back_data, addr = udp_client.recvfrom(BUFSIZE)
        print(back_data.decode('utf-8'))
    udp_client.close()
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     TCP实现远程命令控制

    服务器

    import socket
    import subprocess
    ip_port = ('127.0.0.1',8080)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    sk.bind(ip_port)
    sk.listen(5)
    
    while True: # 循环接收
        print('-->等待接入...')
        conn, addr = sk.accept()
        print('receive from %s' %addr[0]) # receive from 127.0.0.1
    
        while True: # 可以不断的通信,收发消息
            try:
                cmd = conn.recv(BUFSIZE)
                if len(cmd) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生
                print(cmd, type(cmd)) # b'cdm' <class 'bytes'>
    
                res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                 stderr=subprocess.PIPE,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stdin=subprocess.PIPE)
                result = res.stderr.read()
                if not result:
                    result = res.stdout.read()
    
                conn.send(result)
            except Exception as e:
                print(e)
                break
    
        conn.close()
    sk.close()
    View Code

    客户端

    import socket
    ip_port = ('127.0.0.1',8080)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    sk.connect_ex(ip_port) # connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
    while True:
        cmd = input('==>:').strip()
        if len(cmd) == 0:continue
        sk.send(cmd.encode('utf-8')) # 只能发送字节类型
    
        feedback = sk.recv(BUFSIZE)
        print(feedback.decode('gbk'))
    
    sk.close()
    View Code

     

     六,粘包

    须知:只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包,为何,且听我娓娓道来

    首先需要掌握一个socket收发消息的原理

     

    发送端可以是一K一K地发送数据,而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据,当然也有可能一次提走3K或6K数据,或者一次只提走几个字节的数据,也就是说,

    应用程序所看到的数据是一个整体,或说是一个流(stream),一条消息有多少字节对应用程序是不可见的,因此TCP协议是面向流的协议,这也是容易出现粘包问题的原因。

    而UDP是面向消息的协议,每个UDP段都是一条消息,应用程序必须以消息为单位提取数据,不能一次提取任意字节的数据,这一点和TCP是很不同的。

    怎样定义消息呢?可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息,需要明白的是当对方send一条信息的时候,无论底层怎样分段分片,TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。

    例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件,发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的,在接收方看了,根本不知道该文件的字节流从何处开始,在何处结束

    所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。

    此外,发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段。

    若连续几次需要send的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据。

     

    TCP(transport control protocol,传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可靠性服务。收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的socket,

    因此,发送端为了将多个发往接收端的包,更有效的发到对方,使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,

    然后进行封包。这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。

     

    UDP(user datagram protocol,用户数据报协议)是无连接的,面向消息的,提供高效率服务。不会使用块的合并优化算法,

    , 由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,

    在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。

    tcp是基于数据流的,于是收发的消息不能为空,这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制,防止程序卡住,而udp是基于数据报的,

    即便是你输入的是空内容(直接回车),那也不是空消息,udp协议会帮你封装上消息头,实验略

    udp的recvfrom是阻塞的,一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失,这意味着udp根本不会粘包,但是会丢数据,不可靠

    tcp的协议数据不会丢,没有收完包,下次接收,会继续上次继续接收,己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的,但是会粘包。

    两种情况下会发生粘包。

    发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据了很小,会合到一起,产生粘包)

    server:

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    from socket import *
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_server.bind(ip_port)
    tcp_socket_server.listen(5)
    
    
    conn,addr=tcp_socket_server.accept()
    
    
    data1=conn.recv(10)
    data2=conn.recv(10)
    
    print('----->',data1.decode('utf-8'))
    print('----->',data2.decode('utf-8'))
    
    conn.close()
    View Code

    client:

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    import socket
    BUFSIZE=1024
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    res=s.connect_ex(ip_port)
    
    
    s.send('hello'.encode('utf-8'))
    s.send('feng'.encode('utf-8'))
    View Code

    接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)

    #_*_coding:utf-8_*_
    __author__ = 'Linhaifeng'
    from socket import *
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
    tcp_socket_server.bind(ip_port)
    tcp_socket_server.listen(5)
    
    
    conn,addr=tcp_socket_server.accept()
    
    
    data1=conn.recv(2) #一次没有收完整
    data2=conn.recv(10)#下次收的时候,会先取旧的数据,然后取新的
    
    print('----->',data1.decode('utf-8'))
    print('----->',data2.decode('utf-8'))
    
    conn.close()
    
    服务端
    View Code
    import socket
    BUFSIZE=1024
    ip_port=('127.0.0.1',8080)
    
    s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    res=s.connect_ex(ip_port)
    
    
    s.send('hello feng'.encode('utf-8'))
    View Code

    拆包的发生情况

    当发送端缓冲区的长度大于网卡的MTU时,tcp会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。

    补充问题一:为何tcp是可靠传输,udp是不可靠传输

    基于tcp的数据传输请参考http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5937962.html,tcp在数据传输时,发送端先把数据发送到自己的缓存中,然后协议控制将缓存中的数据发往对端,

    对端返回一个ack=1,发送端则清理缓存中的数据,对端返回ack=0,则重新发送数据,所以tcp是可靠的

    而udp发送数据,对端是不会返回确认信息的,因此不可靠

    补充问题二:send(字节流)和recv(1024)及sendall

    recv里指定的1024意思是从缓存里一次拿出1024个字节的数据

    send的字节流是先放入己端缓存,然后由协议控制将缓存内容发往对端,如果待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数据丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢失

    UDP不会发生粘包现象,客户端一次sendto 对应服务端一次 recvfrom,recvfrom的大小小于sendto的大小,多余的数据就会被丢弃

    from socket import *
    
    IP_PORT = ('127.0.0.1', 8080)
    BUFSIZE = 1024
    
    udp_server = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    udp_server.bind(IP_PORT)
    
    data1= udp_server.recvfrom(BUFSIZE)
    print(data1)
    data2 = udp_server.recvfrom(BUFSIZE)
    print(data2)
    data3 = udp_server.recvfrom(BUFSIZE)
    print(data3)
    View Code
    from socket import *
    
    IP_PORT = ('127.0.0.1', 8080)
    BUFSIZE = 1024
    
    udp_client = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    udp_client.sendto('hello'.encode('utf-8'),IP_PORT)
    udp_client.sendto('world'.encode('utf-8'),IP_PORT)
    udp_client.sendto('zhangsan'.encode('utf-8'), IP_PORT)
    View Code

     TCP解决粘包low版本

    服务端

    # 解决粘包
    
    import socket
    import subprocess
    ip_port = ('127.0.0.1',8080)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    sk.bind(ip_port)
    sk.listen(5)
    
    while True: # 循环接收
        print('-->等待接入...')
        conn, addr = sk.accept()
        print('receive from %s' %addr[0]) # receive from 127.0.0.1
    
        while True: # 可以不断的通信,收发消息
            try:
                cmd = conn.recv(BUFSIZE)
                if len(cmd) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生
                print(cmd, type(cmd)) # b'cdm' <class 'bytes'>
    
                res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                 stderr=subprocess.PIPE,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stdin=subprocess.PIPE)
                result = res.stderr.read()
                if not result:
                    result = res.stdout.read()
    
                len = len(result)
                print(len)
                conn.send(str(len).encode('utf-8'))
                client_ready = conn.recv(BUFSIZE)
                if client_ready.decode('utf-8') == 'client_ready':
                    conn.send(result)
            except Exception as e:
                print(e)
                break
    
        conn.close()
    sk.close()
    View Code

    客户端

    import socket
    ip_port = ('127.0.0.1',8080)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    sk.connect_ex(ip_port) # connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
    while True:
        cmd = input('==>:').strip()
        if len(cmd) == 0:continue
        sk.send(cmd.encode('utf-8')) # 只能发送字节类型
    
        data_len = int(sk.recv(BUFSIZE).decode('utf-8'))
        print(data_len)
        sk.send("client_ready".encode('utf-8'))
    
        recv_size = 0
        feedback = b''
        while recv_size < data_len:
            feedback += sk.recv(BUFSIZE)
            recv_size += len(feedback)
    
        print(feedback.decode('gbk'))
    
    sk.close()
    View Code

    加上自定义包头解决粘包问题

    为字节流加上自定义固定长度报头,报头中包含字节流长度,然后一次send到对端,对端在接收时,先从缓存中取出定长的报头,然后再取真实数据

    struct模块 

    http://www.cnblogs.com/coser/archive/2011/12/17/2291160.html

    该模块可以把一个类型,如数字,转成固定长度的bytes

    >>> struct.pack('i',1111111111111)

     

    我们可以把报头做成字典,字典里包含将要发送的真实数据的详细信息,然后json序列化,然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节(4个自己足够用了)

    发送时:

    先发报头长度

    再编码报头内容然后发送

    最后发真实内容

    接收时:

    先手报头长度,用struct取出来

    根据取出的长度收取报头内容,然后解码,反序列化

    从反序列化的结果中取出待取数据的详细信息,然后去取真实的数据内容

    服务端

    # 解决粘包
    
    import socket
    import subprocess
    import struct
    ip_port = ('127.0.0.1',8080)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
    sk.bind(ip_port)
    sk.listen(5)
    
    while True: # 循环接收
        print('-->等待接入...')
        conn, addr = sk.accept()
        print('receive from %s' %addr[0]) # receive from 127.0.0.1
    
        while True: # 可以不断的通信,收发消息
            try:
                cmd = conn.recv(BUFSIZE)
                if len(cmd) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生
                print(cmd, type(cmd)) # b'cdm' <class 'bytes'>
    
                res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                 stderr=subprocess.PIPE,
                                 stdout=subprocess.PIPE,
                                 stdin=subprocess.PIPE)
                result = res.stderr.read()
                if not result:
                    result = res.stdout.read()
                # # 方法1
                # len = len(result)
                # print(len)
                # conn.send(str(len).encode('utf-8'))
                # client_ready = conn.recv(BUFSIZE)
                # if client_ready.decode('utf-8') == 'client_ready':
                #     conn.send(result)
                # 方法二
                data_len = len(result)
                len_of_data = struct.pack('i',data_len)
                conn.send(len_of_data)
                conn.send(result)
            except Exception as e:
                print(e)
                break
    
        conn.close()
    sk.close()

    客户端

    import socket
    import struct
    ip_port = ('127.0.0.1',8080)
    BUFSIZE = 1024
    sk = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    
    sk.connect_ex(ip_port) # connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
    while True:
        cmd = input('==>:').strip()
        if len(cmd) == 0:continue
        sk.send(cmd.encode('utf-8')) # 只能发送字节类型
    
        data_len = struct.unpack('i',sk.recv(4))[0]
        print(data_len)
        #sk.send("client_ready".encode('utf-8'))
    
        recv_size = 0
        feedback = b''
        while recv_size < data_len:
            feedback += sk.recv(BUFSIZE)
            recv_size = len(feedback)
    
        print(feedback.decode('gbk'))
    
    sk.close()
    import json,struct
    #假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt
    
    #为避免粘包,必须自定制报头
    header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值
    
    #为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
    head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输
    
    #为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
    head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度
    
    #客户端开始发送
    conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes
    conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式
    conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式
    
    #服务端开始接收
    head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
    x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度
    
    head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式
    header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头
    
    #最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
    real_data_len=s.recv(header['file_size'])
    s.recv(real_data_len)

    socketserver实现并发

    import socketserver
    
    class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
        def handle(self):
            print('conn is ',self.request)
            print('addr is', self.client_address)
    
            while True:
                try:
                    # 收消息
                    data = self.request.recv(1024)
                    if not data:break
                    print('收到%s的消息:%s' %(self.client_address, data.decode('utf-8')))
                    # 发消息
                    self.request.send(data.upper())
                except Exception as e:
                    print(e)
                    break
    
    if __name__ == '__main__':
        sk = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8080),MyServer)
        sk.serve_forever()


     

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