經(jīng)常打游戲、刷視頻，卻不了解它們底層的通信機(jī)制嗎？來我給你聊清楚Python Socket通信原理

文章目錄

打開一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口：套接字

綁定IP與端口：bind

監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)來信：監(jiān)聽套接字

接收網(wǎng)絡(luò)來訪者：允許連接

客戶端方面：申請(qǐng)連接

關(guān)閉通信套接字：close()

公共用途的套接字函數(shù)

服務(wù)端/客戶端，放碼過來

服務(wù)端

客戶端

結(jié)果輸出

抱歉，我一直堅(jiān)定選擇的是后端，嘿嘿嘿。

就算是Python，我也要繞回后端來。

上圖是socket網(wǎng)絡(luò)編程的流程圖

至于數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中是怎么走的，咱先不說，那個(gè)太底層了，咱今天見就說如何將數(shù)據(jù)從咱的屏幕上放到網(wǎng)絡(luò)流中去。

這可不是鍵盤敲敲，回車一按的事情，在這背后，那也是百轉(zhuǎn)千回。

打開一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口：套接字

Socket又稱"套接字"，應(yīng)用程序通常通過"套接字"向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，使主機(jī)間或者一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程間可以通訊。

Python 中，我們用 socket（）函數(shù)來創(chuàng)建套接字，語法格式如下：

import socket # 居然是個(gè)內(nèi)置模塊 socket.socket([family[, type[, proto]]])

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參數(shù)釋義：

family: 套接字家族可以使 AF_UNIX（本地協(xié)議） 或者 AF_INET（產(chǎn)生IPV4）。 type: 套接字類型可以根據(jù)是面向連接的還是非連接分為 SOCK_STREAM（這個(gè)協(xié)議是按照順序的、可靠的、數(shù)據(jù)完整的基于字節(jié)流的連接。這是一個(gè)使用最多的socket類型，是用TCP協(xié)議來傳輸?shù)摹＃?或 SOCK_DGRAM（這個(gè)協(xié)議是無連接的，固定長(zhǎng)度的連接調(diào)用。該協(xié)議是不可靠的，使用UDP來進(jìn)行它的連接。）。 protocol: 一般不填默認(rèn)為 0。

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返回值：返回一個(gè)通信套接字，為本機(jī)向網(wǎng)絡(luò)通信的接口。

綁定IP與端口：bind

bind() 用來關(guān)聯(lián) socket 到指定的網(wǎng)絡(luò)接口（IP 地址）和端口號(hào)：

bind(hostname，port)

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參數(shù)釋義：

hostname：主機(jī)IP port：進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的端口

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127.0.0.1 是標(biāo)準(zhǔn)的 IPv4 回環(huán)地址，只有主機(jī)上的進(jìn)程可以連接到服務(wù)器，如果你傳了空字符串，服務(wù)器將接受本機(jī)所有可用的 IPv4 地址。

端口號(hào)應(yīng)該是 1-65535 之間的整數(shù)（0是保留的），這個(gè)整數(shù)就是用來接受客戶端鏈接的 TCP 端口號(hào)，如果端口號(hào)小于 1024，有的操作系統(tǒng)會(huì)要求管理員權(quán)限。

監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)來信：監(jiān)聽套接字

listen(backlog) #開始 TCP 監(jiān)聽。

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參數(shù)釋義：

backlog 指定在拒絕連接之前，操作系統(tǒng)可以掛起的最大連接數(shù)量。該值至少為 1，大部分應(yīng)用程序設(shè)為 5 就可以，做并發(fā)的話可以設(shè)大一些，比方說20。

函數(shù)listen用來初始化服務(wù)器可連接隊(duì)列。 服務(wù)器處理客戶端連接時(shí)是順序處理的，同一時(shí)間只能處理一個(gè)客戶端連接。 當(dāng)多個(gè)客戶端的連接請(qǐng)求同時(shí)到來的時(shí)候，服務(wù)器將不能處理的客戶端連接請(qǐng)求放入到等待隊(duì)列中，這個(gè)隊(duì)列的長(zhǎng)度由listen()函數(shù)來指定。 （這里面包括了還沒握手的、一次握手的、兩次握手的，只要還沒握完，通通進(jìn)去待著） 大多數(shù)系統(tǒng)的設(shè)置為20，其實(shí)真的沒必要太多，真的。 根據(jù)系統(tǒng)的可承受負(fù)載和程序的需求來確定。 系統(tǒng)有一個(gè)最大偵聽隊(duì)列數(shù)，一般是128（somaxconn），可以調(diào)優(yōu)。

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接收網(wǎng)絡(luò)來訪者：允許連接

accept() #被動(dòng)接受TCP客戶端連接,(阻塞式)等待連接的到來

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accept() 方法阻塞并等待傳入連接。當(dāng)一個(gè)客戶端連接時(shí)，它將返回一個(gè)新的 socket 對(duì)象，對(duì)象中有表示當(dāng)前連接的 conn 和一個(gè)由主機(jī)、端口號(hào)組成的 IPv4/v6 連接的元組。

我們將用這個(gè) socket 對(duì)象和客戶端進(jìn)行通信。

客戶端方面：申請(qǐng)連接

connect((HOST, PORT))

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參數(shù)不用我再釋義了吧。返回一個(gè)通信套接字。

主動(dòng)初始化TCP服務(wù)器連接，。一般address的格式為元組（hostname,port），如果連接出錯(cuò)，返回socket.error錯(cuò)誤。

connect_ex() connect()函數(shù)的擴(kuò)展版本,出錯(cuò)時(shí)返回出錯(cuò)碼,而不是拋出異常。

關(guān)閉通信套接字：close()

用于關(guān)閉對(duì)某一個(gè)套接字的函數(shù)。

公共用途的套接字函數(shù)

s.recv() # 接收 TCP 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以字符串形式返回，bufsize 指定要接收的最大數(shù)據(jù)量。flag 提供有關(guān)消息的其他信息，通常可以忽略。 s.send() # 發(fā)送 TCP 數(shù)據(jù)，將 string 中的數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的套接字。返回值是要發(fā)送的字節(jié)數(shù)量，該數(shù)量可能小于 string 的字節(jié)大小。 s.recvfrom() # 接收 UDP 數(shù)據(jù)，與 recv() 類似，但返回值是（data,address）。其中 data 是包含接收數(shù)據(jù)的字符串，address 是發(fā)送數(shù)據(jù)的套接字地址。 s.sendto() # 發(fā)送 UDP 數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到套接字，address 是形式為（ipaddr，port）的元組，指定遠(yuǎn)程地址。返回值是發(fā)送的字節(jié)數(shù)。

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這里面函數(shù)要拿出來單講都能寫一篇。

服務(wù)端/客戶端，放碼過來

我先打個(gè)樣兒，后來人可以直接拿去修改了自己用：

服務(wù)端

import socket # create a socket object serversocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # get local machine name host = socket.gethostname() port = 8088 # bind to the port serversocket.bind((host, port)) print("Server start at port: 8088") # queue up to 5 requests serversocket.listen(5) while True: # establish a connection clientsocket,addr = serversocket.accept() print("Got a connection from %s" % str(addr)) msg='Thank you for connecting'+ "\r\n" clientsocket.send(msg.encode('utf-8')) clientsocket.close()

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客戶端

import socket # create a socket object s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # get local machine name host = socket.gethostname() port = 8088 # connection to hostname on the port. s.connect((host, port)) # Receive no more than 1024 bytes msg = s.recv(1024) s.close() print (msg.decode('ascii'))

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結(jié)果輸出

Server start at port: 8088 Got a connection from ('172.28.47.243', 9599)

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Thank you for connecting

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本文是處理單連接的，這是一種場(chǎng)景，不過更過的場(chǎng)景是處理多連接，大并發(fā)的。

后面會(huì)出啦，我先去調(diào)查一下Python是否支持epoll。

因?yàn)檫@篇主要是為我六月份的那個(gè)項(xiàng)目服務(wù)的，所以連接足夠用啦。

5G游戲 Python Socket編程

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