Socket網(wǎng)絡編程初探

Socket網(wǎng)絡編程初探

客戶端/服務器架構(gòu)

• 即C/S架構(gòu)，其實web服務在某種意義上也算是C/S架構(gòu)

• 一個特點是服務器端持續(xù)運行對外提供服務

為何學習socket一定要先學習互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議：

1. C/S架構(gòu)的軟件是基于網(wǎng)絡進行通信的

2. 網(wǎng)絡的核心就是一堆協(xié)議，即標準，想要開發(fā)一款基于網(wǎng)絡通信的軟件就必須遵循這些標準

3. socket是處在應用層和傳輸層中間的一組接口

說到這，那么socket到底是個什么呢？Socket是應用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設(shè)計模式中，socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協(xié)議族隱藏在socket接口后面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。所以，無需深究TCP/UDP協(xié)議，socket已經(jīng)為我們封裝好了

基于文件類型的套接字家族：AFUNIX基于網(wǎng)絡類型的套接字家族：AFINET

套接字的工作流程

先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對端口進行監(jiān)聽(listen)，調(diào)用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然后連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了?？蛻舳税l(fā)送數(shù)據(jù)請求，服務器端接收請求并處理請求，然后把回應數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，客戶端讀取數(shù)據(jù)，最后關(guān)閉連接，一次交互結(jié)束

服務端套接字函數(shù)

s.bind()    綁定(主機,端口號)到套接字
s.listen()  開始TCP監(jiān)聽
s.accept()  被動接受TCP客戶的連接,(阻塞式)等待連接的到來

客戶端套接字函數(shù)

s.connect()     主動初始化TCP服務器連接
s.connect_ex()  connect()函數(shù)的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常

公共用途的套接字函數(shù)

s.recv()            接收TCP數(shù)據(jù)
s.send()            發(fā)送TCP數(shù)據(jù)(send在待發(fā)送數(shù)據(jù)量大于己端緩存區(qū)剩余空間時,數(shù)據(jù)丟失,不會發(fā)完)
s.sendall()         發(fā)送完整的TCP數(shù)據(jù)(本質(zhì)就是循環(huán)調(diào)用send,sendall在待發(fā)送數(shù)據(jù)量大于己端緩存區(qū)剩余空間時,數(shù)據(jù)不丟失,循環(huán)調(diào)用send直到發(fā)完)
s.recvfrom()        接收UDP數(shù)據(jù)
s.sendto()          發(fā)送UDP數(shù)據(jù)
s.getpeername()     連接到當前套接字的遠端的地址
s.getsockname()     當前套接字的地址
s.getsockopt()      返回指定套接字的參數(shù)
s.setsockopt()      設(shè)置指定套接字的參數(shù)
s.close()           關(guān)閉套接字

面向鎖的套接字方法

s.setblocking()     設(shè)置套接字的阻塞與非阻塞模式
s.settimeout()      設(shè)置阻塞套接字操作的超時時間
s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超時時間

面向文件的套接字的函數(shù)

s.fileno()          套接字的文件描述符
s.makefile()        創(chuàng)建一個與該套接字相關(guān)的文件

代碼示例：

服務端

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()

客戶端

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)

注意：這時候當客戶端輸入消息為空的話程序會卡住，那是因為無論是服務端還是客戶端都要到自己所在主機緩沖區(qū)去拿消息，因為這時發(fā)送為空，服務端根本就不會有任何反應，所以客戶端的緩沖區(qū)也不會有任何內(nèi)容，所以這時它會一直徒勞的等待。。。

這時的解決辦法當然要在客戶端想辦法，很簡單，我們不讓客戶端發(fā)送空消息即可，在send（）方法之前加判斷：

if not msg ：continue

你肯定以為這個時候就完事了，這時請嘗試斷開客戶端鏈接試試。。。試想，既然作為服務端，顧名思義就是要持續(xù)不斷的為不同的客戶端持續(xù)的提供服務，怎么能一個客戶端用完即結(jié)束呢？解決方案如下：

while True: #鏈接循環(huán)
    conn,addr=phone.accept() 

    print('電話線路是',conn)
    print('客戶端的手機號是',addr)

    while True: #通信循環(huán)
        try: 
            data=conn.recv(1024)
            if not data:break 
            print('客戶端發(fā)來的消息是',data)

            conn.send(data.upper())
        except Exception:
            break

    conn.close()

phone.close()

注意：可能會有人遇到重啟服務端時Address already in use 的情況，這個是由于你的服務端仍然存在四次揮手的timewait狀態(tài)在占用地址（如果不懂，請深入研究1.tcp三次握手，四次揮手 2.syn洪水*** 3.服務器高并發(fā)情況下會有大量的timewait狀態(tài)的優(yōu)化方法）

解決方法：

#加入一條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))