Socket
网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个socket。
Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。
Python 提供了两个级别访问的网络服务。：
- 低级别的网络服务支持基本的 Socket，它提供了标准的 BSD Sockets API，可以访问底层操作系统Socket接口的全部方法。
- 高级别的网络服务模块 SocketServer， 它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。
注意：以下实例中全部使用本地局域网 若想实现外网传输 在有路由器的情况下需首先向运营商申请公网动态ip 然后添加内网映射等操作
socket()函数
Python 中，我们用 socket（）函数来创建套接字，语法格式如下：
import socket
socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM, proto=0, fileno=None)#所给即为默认参数
参数
family:
- socket.AF_INET IPv4(默认)
- socket.AF_INET6 IPv6
- socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信
type:
- socket.SOCK_STREAM 流式socket, for TCP (默认)
- socket.SOCK_DGRAM 数据报式socket, for UDP
- socket.SOCK_RAW 原始套接字
- socket.SOCK_RDM 可靠UDP形式
- socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务
protocol:
- 0：默认，可以省略
- CAN_RAW或CAN_BCM：地址族为AF_CAN时
Socket 对象(内建)方法
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| 服务器端套接字 | |
| s.bind() | 绑定地址（host,port）到套接字， 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址。 |
| s.listen() | 开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了。 |
| s.accept() | 被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来 |
| 客户端套接字 | |
| s.connect() | 主动初始化TCP服务器连接，。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。 |
| 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，数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。 |
| s.send() | 发送TCP数据，将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。 |
| s.sendall() | 完整发送TCP数据，完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。 |
| s.recvfrom() | 接收UDP数据，与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。 |
| s.sendto() | 发送UDP数据，将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。 |
| s.close() | 关闭套接字 |
| s.getpeername() | 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。 |
| s.getsockname() | 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port) |
| s.setsockopt(level,optname,value) | 设置给定套接字选项的值。 |
| s.getsockopt(level,optname[.buflen]) | 返回套接字选项的值。 |
| 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表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()） |
| s.gettimeout() | 返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。 |
| s.fileno() | 返回套接字的文件描述符。 |
| s.setblocking(flag) | 如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，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异常。 |
| s.makefile() | 创建一个与该套接字相关连的文件 |
简单的信息交互实例（tcp）：
服务端 socket_server.py
import
socket
#
默认tcp方式传输
sk=
socket.socket()
#
绑定IP与端口
ip_port=(
'
127.0.0.1
'
,8888
)
#
绑定监听
sk.bind(ip_port)
#
最大连接数
sk.listen(5
)
#
不断循环 接受数据
while
True:
#
提示信息
print
(
"
正在等待接收数据。。。。
"
)
#
接受数据 连接对象与客户端地址
conn, address =
sk.accept()
#
定义信息
msg =
"
连接成功
"
#
返回信息
#
注意 python3.x以上，网络数据的发送接收都是byte类型
#
如果发送的数据是str型，则需要编码
conn.send(msg.encode())
#
不断接收客户端发来的消息
while
True:
#
接收客户端消息
data = conn.recv(1024
)
print
(data.decode())
#
接收到退出指令
if
data == b
'
exit
'
:
break
#
处理客户端信息 本实例直接将接收到的消息重新发回去
conn.send(data)
#
主动关闭连接
conn.close()
客户端 socket_client.py
import
socket
#
服务端为tcp方式，客户端也采用tcp方式 默认参数即为tcp
client =
socket.socket()
#
访问的服务器的ip和端口
ip_port=(
'
127.0.0.1
'
,8888
)
#
连接主机
client.connect(ip_port)
#
定义发送消息循环
while
True:
#
接受主机信息 每次接收缓冲区1024个字节
data = client.recv(1024
)
#
打印接受的数据
print
(data.decode())
msg_input
= input(
"
请输入发送的消息：
"
)
client.send(msg_input.encode())
if
msg_input ==
'
exit
'
:
break
运行结果：
服务端
客户端
但是这种tcp方式我们可以发现一次只能有一个客户端在运行，我们可以使用更强大的socketserver包来实现非堵塞型tcp连接
非堵塞型信息交互实例（tcp）
相对于上面堵塞型实例，我们仅需要修改服务端文件即可实现多个客户端与服务端信息交互
socket_server_tcp2.py
#
非阻塞模块
import
socketserver
#首先我们需要
定义一个类
class
MySocketServer(socketserver.BaseRequestHandler):
#
首先执行setup方法，然后执行handle方法，最后执行finish方法
#
如果handle方法报错，则会跳过
#
setup与finish无论如何都会执行
#
一般只定义handle方法即可
def
setup(self):
pass
def
handle(self):
#
定义连接变量
conn=
self.request
#
提示信息
print
(
"
连接成功
"
)
#
发送消息定义
msg=
"
Hello World!
"
#
发送消息
conn.send(msg.encode())
#
进入循环 不断接收客户端消息
while
True:
#
接收客户端消息
data=conn.recv(1024
)
#
打印消息
print
(data.decode())
if
data==b
'
exit
'
:
break
conn.send(data)
conn.close()
def
finish(self):
pass
if
__name__
==
'
__main__
'
:
#
提示信息
print
(
"
正在等待接收数据。。。。
"
)
#
创建多线程实例
server=socketserver.ThreadingTCPServer((
"
127.0.0.1
"
,8888
),MySocketServer)
#
开启异步多线程，等待连接
server.serve_forever()
接着我们可以测试，首先运行socket_server_tcp2.py，然后发现现在可以同时运行多个socket_client.py与服务端进行通信
UDP通信实例
总所周知UDP是不可靠的传输协议
服务端socket_server_udp.py
import
socket
#
创建实例 并指定udp参数
sk = socket.socket(type=
socket.SOCK_DGRAM)
#
定义绑定的ip和port
ip_port = (
'
127.0.0.1
'
,8888
)
#
绑定监听
sk.bind(ip_port)
print
(
"
正在等待接收数据
"
)
#
循环接收数据
while
True:
#
接收数据
data = sk.recv(1024
)
#
打印数据
print
(data.decode())
客户端socket_client_udp
import
socket
#
实例化对象
sk = socket.socket(type=
socket.SOCK_DGRAM)
#
定义需要连接的的ip和port
ip_port = (
'
127.0.0.1
'
,8888
)
#
循环输入数据
while
True:
#
输入发送的信息
msg_input = input(
"
请输入发送的消息：
"
)
#
接收到退出指令
if
msg_input == b
'
exit
'
:
break
#
与tcp不同 udp使用sendto函数来发送消息
sk.sendto(msg_input.encode(),ip_port)
sk.close()
结果：
服务端
客户端
文件传输实例：
文件传输其实就是比信息交互多了文件IO操作
文件接收端（服务端）file_receive.py：
import
socket
#
实例化
sk =
socket.socket()
#
定义连接的ip和port
ip_port = (
'
127.0.0.1
'
,9999
)
#
绑定端口
sk.bind(ip_port)
#
最大连接数
sk.listen(5
)
#
进入循环接收数据
conn, address =
sk.accept()
print
(
"
文件接收开始
"
)
while
True:
with open(
'
file
'
,
'
ab
'
) as f:
#
接收数据
data = conn.recv(1024
)
if
data == b
'
quit
'
:
break
#
写入文件
f.write(data)
#
接受完成标志
conn.send(
'
success
'
.encode())
print
(
"
文件接收完成
"
)
#
关闭连接
sk.close()
文件发送端（客户端）file_send.py：
import
socket
#
实例化
sk =
socket.socket()
#
定义连接的ip和port
ip_port = (
'
127.0.0.1
'
,9999
)
#
服务器连接
sk.connect(ip_port)
#
文件上传
#
打开文件
with open(
'
D:\pythonwork\socket\socket_server_tcp2.py
'
,
'
rb
'
) as f:
#
按每一段分割文件上传
for
i
in
f:
sk.send(i)
#
等待接收完成标志
data=sk.recv(1024
)
#
判断是否真正接收完成
if
data != b
'
success
'
:
break
#
给服务端发送结束信号
sk.send(
'
quit
'
.encode())
进行测试，首先运行file_receive.py 然后运行file_send.py 可以发现文件传输成功
打开file文件 可以发现写入成功 这就实现了简单的文件传输操作
