Python 高级编程之网络编程 Socket（六）-六虎

一、概述

Python 网络编程是指运用 Python 语言编写的网络使用程序。这种编程涉及到网络通讯、套接字编程、协议解析等多种方面的知识。

在 Python 中，有许多内置库和第三方库能够用于网络编程，例如：

socket：它是 Python 的内置库，供给了一组简略的套接字 API，能够用于客户端/服务器编程。
httplib：它是 Python 的内置库，供给了一组 API，能够用于发送 HTTP 恳求和解析 HTTP 呼应。
urllib：它是 Python 的内置库，供给了一组 API，能够用于打开和读取 URL。
BeautifulSoup：它是一个第三方库，能够用于解析 HTML 和 XML 文档，便利爬虫编程。
Scrapy：它是一个第三方库，供给了一个高档的爬虫框架，能够便利爬虫编程。

运用这些库，能够完成各种类型的网络使用程序，如 Web 使用程序、网络爬虫、网络服务器、客户端/服务器程序等。

二、Python socket 模块

Python Socket 编程是 Python 中用于完成客户端/服务器网络通讯的套接字编程。它是 Python 网络编程的基础。

Python 供给了两个基本的 socket 模块。

第一个是 Socket，它供给了标准的 BSD Sockets API。
第二个是 SocketServer，它供给了服务器中心类，能够简化网络服务器的开发。

1）Socket 类型

套接字格局：

# 运用给定的地址族、套接字类型、协议编号（默以为0）来创立套接字。
socket(family,type[,protocal])

socket.AF_UNIX	只能够用于单一的Unix体系进程间通讯
socket.AF_INET	服务器之间网络通讯
socket.AF_INET6	IPv6
socket.SOCK_STREAM	流式socket , for TCP
socket.SOCK_DGRAM	数据报式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW	原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW能够；其次，SOCK_RAW也能够处理特别的IPv4报文；此外，利用原始套接字，能够经过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
socket.SOCK_SEQPACKET	可靠的连续数据包服务

1、创立 TCP Socket

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

示例如下：

import socket
# 创立 socket 目标
tcp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 获取本地主机名
host = socket.gethostname()
# 设置端口号
port = 12345
# 绑定端口
tcp_socket.bind((host, port))
# 监听端口
tcp_socket.listen(5)
print(f"服务端已发动，等候客户端衔接......")

以上代码完成了创立一个 TCP socket，并绑定了本地主机名和端口号，监听端口。

2、创立 UDP Socket

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

示例如下：

import socket
# 创立 socket 目标
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 获取本地主机名
host = socket.gethostname()
# 设置端口号
port = 12345
# 绑定端口
udp_socket.bind((host, port))
print(f"服务端已发动，等候客户端发送数据......")

以上代码完成了创立一个 UDP socket，并绑定了本地主机名和端口号。

2）Socket 函数

留意点：

TCP发送数据时，已建立好TCP衔接，所以不需求指定地址。UDP是面向无衔接的，每次发送要指定是发给谁。
服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。需求字符串化repr(data)。

1、服务端socket函数

socket函数	描述
s.bind(address)	将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组（host,port）的方法表明地址.
s.listen(backlog)	开始监听TCP传入衔接。backlog指定在回绝衔接之前，操作体系能够挂起的最大衔接数量。该值至少为1，大部分使用程序设为5就能够了。
s.accept()	承受TCP衔接并回来（conn,address）,其中conn是新的套接字目标，能够用来接纳和发送数据。address是衔接客户端的地址。

2、客户端socket函数

socket函数	描述
s.connect(address)	衔接到address处的套接字。一般address的格局为元组（hostname,port），如果衔接犯错，回来socket.error过错。
s.connect_ex(adddress)	功能与connect(address)相同，但是成功回来0，失利回来error的值。

3、公共socket函数

socket函数	描述
s.recv(bufsize[,flag])	承受TCP套接字的数据。数据以字符串方法回来，bufsize指定要接纳的最大数据量。flag供给有关音讯的其他信息，一般能够疏忽。
s.send(string[,flag])	发送TCP数据。将string中的数据发送到衔接的套接字。回来值是要收的最大数据量。flag供给有关消发送的字节数量，该数量可能小于息的其他信息，一般能够疏忽。
s.sendall(string[,flag])	完好发送TCP数据。将string中的数据发送到衔接的套接字，但在回来之前会测验发送所有数据。成功回来None，失利则抛出反常。
s.recvfrom(bufsize[.flag])	承受UDP套接字的数据。与recv()相似，但回来值是（data,address）。其中data是包括接纳数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
s.sendto(string[,flag],address)	发送UDP数据。将数据发送到套接字，address是方法为（ipaddr，port）的元组，指定长途地址。回来值是发送的字节数。
s.close()	关闭套接字。
s.getpeername()	回来衔接套接字的长途地址。回来值一般是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname()	回来套接字自己的地址。一般是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	设置给定套接字选项的值。
s.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表明没有超时期。一般，超时期应该在刚创立套接字时设置，由于它们可能用于衔接的操作（如connect()）
s.gettimeout()	回来当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则回来None。
s.fileno()	回来套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设为非堵塞形式，否则将套接字设为堵塞形式（默认值）。非堵塞形式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error反常。
s.makefile()	创立一个与该套接字相关连的文件

Python 中的 socket 库供给了一组简略的 API，能够用于创立套接字，衔接到长途服务器，接纳和发送数据等。下面是一个简略的 Python Socket 示例：

import socket
# 创立一个套接字
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 衔接到长途服务器
s.connect(("www.google.com", 80))
# 发送 HTTP 恳求
s.send("GET / HTTP/1.0\r\n\r\n")
# 接纳呼应数据
data = s.recv(4096)
# 关闭套接字
s.close()
# 打印呼应数据
print(data)

三、单工，半双工以及全双工通讯方法的区别

单工，半双工和全双工是通讯技能中的术语，指的是在通讯过程中，两头设备的信息传输方法不同。

单工（单向通讯）：只要一端设备能够发送信息，另一端只能接纳信息，两头不能一起发送和接纳信息。
半双工（半双向通讯）：两头设备一起能够发送和接纳信息，但不能一起发送。两头各自占有通讯频道，在不同的时间段内交替发送和接纳信息。
全双工（全双向通讯）：两头设备一起能够发送和接纳信息，而且能够一起发送。两头设备能够一起占有通讯频道，而且一起进行信息的传输。

不同的通讯方法适用于不同的场景，例如电话通话归于半双工通讯，而网络数据传输一般归于全双工通讯。在挑选通讯技能时，需求依据详细使用场景，考虑通讯的实践需求，以挑选最合适的通讯方法。

四、单工，半双工以及全双工Python示例

在 Python 中，我们能够运用 socket 模块来完成不同的通讯方法。

1）单工（单向通讯）示例

服务端代码：

import socket
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.bind(('0.0.0.0', 8000))
server_socket.listen()
connection, address = server_socket.accept()
print(f'Accepted connection from {address}')
while True:
    data = connection.recv(1024)
    if not data:
        break
    print(f'Received data: {data.decode()}')
connection.close()

客户端代码：

import socket
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.connect(('localhost', 8000))
while True:
    data = input('Enter message to send: ')
    client_socket.sendall(data.encode())
    if data == 'quit':
        break
client_socket.close()

2）半双工（半双向通讯）示例

服务端代码：

import socket
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.bind(('0.0.0.0', 8000))
server_socket.listen()
connection, address = server_socket.accept()
print(f'Accepted connection from {address}')
while True:
    data = connection.recv(1024)
    if not data:
        break
    print(f'Received data: {data.decode()}')
    response = input('Enter response: ')
    connection.sendall(response.encode())
    if response == 'quit':
        break
connection.close()

客户端代码：

import socket
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.connect(('localhost', 8000))
while True:
    data = input('Enter message to send: ')
    client_socket.sendall(data.encode())
    if data == 'quit':
        break
    response = client_socket.recv(1024).decode()
    print(f'Received response: {response}')
client_socket.close()

3）全双工（全双向通讯）示例

服务端代码：

import socket
import threading
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.bind(('0.0.0.0', 8000))
server_socket.listen()
connection, address = server_socket.accept()
print(f'Accepted connection from {address}')
def receive_data():
    while True:
        data = connection.recv(1024)
        if not data:
            break
        print(f'Received data: {data.decode()}')
def send_data():
    while True:
        data = input('Enter message to send: ')
        connection.sendall(data.encode())
        if data == 'quit':
            break
receive_thread = threading.Thread(target=receive_data)
send_thread = threading.Thread(target=send_data)
receive_thread.start()
send_thread.start()
receive_thread.join()
send_thread.join()
connection.close()

客户端代码：

import socket
import threading
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.connect(('localhost', 8000))
def receive_data():
    while True:
        data = client_socket.recv(1024).decode()
        if not data:
            break
        print(f'Received data: {data}')
def send_data():
    while True:
        data = input('Enter message to send: ')
        client_socket.sendall(data.encode())
        if data == 'quit':
            break
receive_thread = threading.Thread(target=receive_data)
send_thread = threading.Thread(target=send_data)
receive_thread.start()
send_thread.start()
receive_thread.join()
send_thread.join()
client_socket.close()

Python 高档编程之网络编程 Socket讲解就先到这里，有任何疑问欢迎给我留言或私信，后续会持续更新相关技能文章，请小伙伴耐心等候哦，也可关注我的大众号【大数据与云原生技能分享】深入沟通技能~

Python 高级编程之网络编程 Socket（六）

一、概述

二、Python socket 模块

1）Socket 类型

1、创立 TCP Socket

2、创立 UDP Socket

2）Socket 函数

1、服务端socket函数

2、客户端socket函数

3、公共socket函数

三、单工，半双工以及全双工通讯方法的区别

四、单工，半双工以及全双工Python示例

1）单工（单向通讯）示例

2）半双工（半双向通讯）示例

3）全双工（全双向通讯）示例

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Python 高级编程之网络编程 Socket（六）

一、概述

二、Python socket 模块

1）Socket 类型

1、创立 TCP Socket

2、创立 UDP Socket

2）Socket 函数

1、服务端socket函数

2、客户端socket函数

3、公共socket函数

三、单工，半双工以及全双工通讯方法的区别

四、单工，半双工以及全双工Python示例

1）单工（单向通讯）示例

2）半双工（半双向通讯）示例

3）全双工（全双向通讯）示例

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