socket（普通套接字、非阻塞套接字、IO多路复用）-CFANZ编程社区

何为socket

socket是应用层与TCP/IP协议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。

建立套接字

服务器：

import socket
import time
server=socket.socket()
print(server)#<socket.socket fd=3, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('0.0.0.0', 0)>
server.bind(("",2222))
server.listen(5)
print(server)#<socket.socket fd=3, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('0.0.0.0', 2222)>
print("开始监听")
while True:
    con,adr=server.accept()
    data=con.recv(1024)
    print(data.decode())
    while True:
        msg=input(">>>")
        con.send(msg.encode())
        data=con.recv(1024)

客户端：

import socket
import time
c = socket.socket()
c.connect(("127.0.0.1",2222))
print("连接成功")
while True:
    msg=input("<<<")
    c.send(msg.encode())
    while True:
        data=c.recv(1024)
        print(data.decode())
        msg = input("<<<")
        c.send(msg.encode())

模拟聊天，现在当服务器运行后，客户端才能连接，并且只有客户端给服务端发话了，等服务端收到了才能给客户端回，客户端收到服务端的回话才能再给服务端发话。

为什么都要等接收到对方信息才能再回复对方呢？

因为recv（）和send（）都有阻塞，++接收和发送是相互切换的，当发送消息后，就到了接收阻塞，当接收到消息后就到了发送阻塞++。

listen是什么？

listen是接听，里面的参数代表服务端一次可以连接多少个客户端。

既然recv和send是阻塞的，那么我们是否存在非阻塞？

非阻塞套接字

服务端：

import socket
import time
server=socket.socket()
print(server)
server.setblocking(False)
server.bind(("",3333))
server.listen(5)
print(server)
print("开始监听")
con_list=[]
while True:
    try:
        con,adr=server.accept()
        con.setblocking(False)
    except BlockingIOError as e:
        pass
    else:
        print("客户端{},建立连接".format(adr))
        con_list.append(con)
    for con in con_list:
        try:
            data=con.recv(1024)
        except BlockingIOError as e:
            pass
        else:
            print(data)
            try:
                msg=input(">>>")
                con.send(msg.encode())
            except BlockingIOError as e:
                print(e)

客户端

import socket
import time
c = socket.socket()
c.setblocking(False)
try:
    c.connect(("127.0.0.1",3333))
except BlockingIOError as e:
    pass
else:
    print("连接成功")
while True:
    msg=input("<<<")
    try:
        c.send(msg.encode())
    except BlockingIOError as e:
        pass
    else:
        try:
            data=c.recv(1024)
        except BlockingIOError as e:
            print(e)
        else:
            print(data)

setblocking(False) 服务端server设置为非阻塞，conn设置为非阻塞，客户端 c设置为非阻塞。

设置非阻塞后，accept、recv、send、c.connect()都会报BlockingIOError，所以要try包围。

现在的模式：服务端只有在接收到客户端的信息后才能回复信息，客户端可以只有先发了信息后才能收到信息。

非阻塞套接字的缺点：

关键一：任何Python操作都是需要花费CPU资源的！

关键二：如果资源还没有到达，那么

accept、recv以及

send（在connect没有完成时）

操作都是无效的CPU花费！

关键三：对应BlockingIOError的异常处理

也是无效的CPU花费！

IO多路复用

我们把socket交给操作系统来监控收发信息。

epoll 是惰性的

事件回调

惰性事件回调是由用户进程自己调用的。

操作系统只起到通知的作用。

epoll,目前是linux上效率最高的IO多路复用

IO多路复用选择器：

import socket
import selectors
import time

#sel=selectors.EpollSelector();#选择epoll  linux的
sel=selectors.DefaultSelector();#默认选择器 根据操作系统变换
server=socket.socket()
server.bind(('',8888))
server.listen(5)
print("开始监听")

def readable(conn):
    data=conn.recv(1024)
    if data:
        print(data)
    else:
        sel.unregister(conn)
        conn.close()

def acc(server):
    conn,addr = server.accept()
    print('客户端{}，连接成功'.format(addr))
    sel.register(conn,selectors.EVENT_READ,readable)
#注册事件
sel.register(server,selectors.EVENT_READ,acc)

while True:
    events = sel.select()#返回变化的套接字
    for key,mask in events:
        print(key)# 第一次打印haha SelectorKey(fileobj=<socket.socket fd=4, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('0.0.0.0', 4444)>, fd=4, events=1, data=<function acc at 0x7fc271f77c80>)
                #有数据交互：haha SelectorKey(fileobj=<socket.socket fd=5, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 4444), raddr=('127.0.0.1', 54658)>, fd=5, events=1, data=<function readable at 0x7fc27347b2f0>)

        time.sleep(5)
        callback = key.data
        callback(key.fileobj)

第一步：import selectors
第二步：sel=selectors.EpollSelector();#选择epoll 是linux的。
sel=selectors.DefaultSelector();#默认选择器根据操作系统变换
第三步：注册事件 sel.register(server,selectors.EVENT_READ,acc)。
第一个参数是套接字，第二个参数是可读，第三个参数是一个回调函数。
第四步：events = sel.select() 遍历events