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极客编程python入门-网络编程TCP


TCP网络编程


用Python进行网络编程,就是在Python程序本身这个进程内,连接别的服务器进程的通信端口进行通信。


客户端


我们要创建一个基于TCP连接的Socket,可以这样做:


# 导入socket库:
import socket

# 创建一个socket:
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 建立连接:
s.connect(('www.sina.com.cn', 80))


# 发送数据:
s.send(b'GET / HTTP/1.1\r\nHost: www.sina.com.cn\r\nConnection: close\r\n\r\n')


TCP连接创建的是双向通道,双方都可以同时给对方发数据。但是谁先发谁后发,怎么协调,要根据具体的协议来决定。例如,HTTP协议规定客户端必须先发请求给服务器,服务器收到后才发数据给客户端。


发送的文本格式必须符合HTTP标准,如果格式没问题,接下来就可以接收新浪服务器返回的数据了:


# 接收数据:
buffer = []
while True:
# 每次最多接收1k字节:
d = s.recv(1024)
if d:
buffer.append(d)
else:
break
data = b''.join(buffer)


当我们接收完数据后,调用close()方法关闭Socket,这样,一次完整的网络通信就结束了:


# 关闭连接:
s.close()


header, html = data.split(b'\r\n\r\n', 1)
print(header.decode('utf-8'))
# 把接收的数据写入文件:
with open('sina.html', 'wb') as f:
f.write(html)


现在,只需要在浏览器中打开这个sina.html文件,就可以看到新浪的首页了。


服务器


一个Socket依赖4项:服务器地址、服务器端口、客户端地址、客户端端口来唯一确定一个Socket。


案例代码


首先,创建一个基于IPv4和TCP协议的Socket:


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


端口号需要预先指定。因为我们写的这个服务不是标准服务,所以用9999这个端口号。请注意,小于1024的端口号必须要有管理员权限才能绑定:


# 监听端口:
s.bind(('127.0.0.1', 9999))


紧接着,调用listen()方法开始监听端口,传入的参数指定等待连接的最大数量:


s.listen(5)
print('Waiting for connection...')


服务器程序通过一个永久循环来接受来自客户端的连接,accept()会等待并返回一个客户端的连接:


while True:
# 接受一个新连接:
sock, addr = s.accept()
# 创建新线程来处理TCP连接:
t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
t.start()


每个连接都必须创建新线程(或进程)来处理,否则,单线程在处理连接的过程中,无法接受其他客户端的连接:


def tcplink(sock, addr):
print('Accept new connection from %s:%s...' % addr)
sock.send(b'Welcome!')
while True:
data = sock.recv(1024)
time.sleep(1)
if not data or data.decode('utf-8') == 'exit':
break
sock.send(('Hello, %s!' % data.decode('utf-8')).encode('utf-8'))
sock.close()
print('Connection from %s:%s closed.' % addr)


要测试这个服务器程序,我们还需要编写一个客户端程序:


s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 建立连接:
s.connect(('127.0.0.1', 9999))
# 接收欢迎消息:
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
for data in [b'Michael', b'Tracy', b'Sarah']:
# 发送数据:
s.send(data)
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.send(b'exit')
s.close()


小结


用TCP协议进行Socket编程在Python中十分简单,对于客户端,要主动连接服务器的IP和指定端口,对于服务器,要首先监听指定端口,然后,对每一个新的连接,创建一个线程或进程来处理。通常,服务器程序会无限运行下去。

同一个端口,被一个Socket绑定了以后,就不能被别的Socket绑定了。

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