關于Python Socket編程的要點詳解
在今天的教程中,我們將介紹python基礎知識的Python的socket編程。Python 的socket接口類似于 C 和 Java。因此,如果您已經(jīng)具有 C/Java 編程背景,那么在 Python 中學習socket編程會容易得多。
但是在 Python 中使用socket要簡單得多,這鼓勵了快速的應用程序開發(fā)。所以,不要擔心 Python 是否是你的第一門編程語言,而是應該感到幸運。
Python 提供了兩種類型的 API 庫,可用于socket編程。在底層,Python 利用“ socket ”library為無連接和面向連接的網(wǎng)絡協(xié)議實現(xiàn)客戶端和服務器模塊。而在更高級別,您可以使用ftplib和httplib等庫 與應用程序級網(wǎng)絡協(xié)議(如 FTP 和 HTTP)交互。
在這篇文章中,我們將討論專為 Python socket 編程而設計的最廣泛使用的 “socket ” 庫。我們將介紹該庫提供的主要功能,這些功能可以幫助您構建客戶端和服務器模塊。最后,您將通過示例代碼看到客戶端-服務器通信的演示。
socket是學習 Python socket編程需要了解的最重要和最基本的實體。在本節(jié)中,我們介紹了socket的概念以及創(chuàng)建socket并與之通信的相關方法。
Python Socket 編程簡述
什么是socket?socket 是雙向通信鏈路的端點。端點是 IP 地址和端口號的組合。
對于Client-Server通信,需要在兩端配置socket來發(fā)起連接,監(jiān)聽傳入的消息,然后在兩端發(fā)送響應,從而建立雙向通信。
socket 允許位于同一臺機器上的進程之間進行通信,或者在不同環(huán)境中工作的不同機器上甚至跨越不同大陸的進程之間進行通信。
如何在 Python 中創(chuàng)建 socket 對象?要創(chuàng)建/初始化socket,我們使用socket.socket() 方法。它在 Python 的socket模塊中有定義。其語法如下。
sock_obj = socket.socket(socket_family, socket_type, protocol=0)
在哪里,
socket_family: 定義用作傳輸機制的協(xié)議族。它可以具有兩個值中的任何一個。 AF_UNIX,或AF_INET(IP 版本 4 或 IPv4)。 socket_type: 定義兩個端點之間的通信類型。它可以具有以下值。 SOCK_STREAM(用于面向連接的協(xié)議,例如 TCP),或SOCK_DGRAM(用于無連接協(xié)議,例如 UDP)。 協(xié)議: 我們通常保留此字段或將此字段設置為零。import socket #for sockets#實例化一個AF_INET, STREAM socket (TCP)sock_obj = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)print (’Socket Initialized’)
這就是創(chuàng)建套接字對象的方法。但是如果上面的例子無法實例化套接字怎么辦。您將如何解決錯誤?
您需要將上述代碼包裝在 Python 的 try 和 except 塊中。通過 Python 異常處理,您可以追蹤錯誤的原因。
#管理python套接字編程中的錯誤 import socket #for socketsimport sys #for exit try: #創(chuàng)建一個 AF_INET, STREAM 套接字 (TCP) sock_obj = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)except socket.error as err_msg: print (’Unable to instantiate socket. Error code: ’ + str(err_msg[0]) + ’ , Error message : ’ + err_msg[1]) sys.exit(); print (’Socket Initialized’)
在接下來的部分中,我們將解釋 Socket 庫中可用的函數(shù)來創(chuàng)建客戶端/服務器程序。
Python 的套接字庫中有多少種可用的套接字方法?我們可以將用于 Python 套接字編程的套接字方法分為以下三類。
服務器套接字方法, 客戶端套接字方法,以及 通用套接字方法。服務器套接字可用的方法有哪些?服務器套接字方法
sock_object.bind(地址): 此方法將套接字綁定到地址(主機名、端口號對) sock_object.listen(積壓): 此方法用于偵聽與套接字關聯(lián)的連接。backlog 參數(shù)表示排隊連接的最大數(shù)量。最大值可以達到 5,最小值應該至少為零。 sock_object.accept(): 此函數(shù)返回 (conn, address) 對,其中“conn”是用于在通信通道上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的新套接字對象,“address”是與通道另一端的套接字綁定的 IP 地址。ACCEPT() 方法返回一個套接字對象,它不同于使用 socket.socket() 創(chuàng)建的套接字對象。這個新的套接字對象專門用于管理與發(fā)生接受的特定客戶端的通信。這種機制還幫助服務器同時保持與 n 個客戶端的連接??蛻舳颂捉幼挚捎玫姆椒ㄓ心男?p>客戶端套接字方法 sock_object.connect(): 此方法用于將客戶端連接到主機和端口,并啟動與服務器的連接。Python中可用的通用套接字方法有哪些?通用套接字方法
sock_object.recv(): 當協(xié)議參數(shù)的值為 TCP 時,使用此方法在端點接收消息。 sock_object.send(): 如果協(xié)議是 TCP,則應用此方法從端點發(fā)送消息。 sock_object.recvfrom(): 如果使用的協(xié)議是 UDP,則調用此方法以在端點接收消息。 sock_object.sendto(): 如果協(xié)議參數(shù)為 UDP,則調用此方法以從端點發(fā)送消息。 sock_object.gethostname(): 此方法返回主機名。 sock_object.close(): 此方法用于關閉套接字。遠程端點不會從這一端接收數(shù)據(jù)。到目前為止,我們已經(jīng)列出了“ socket ”庫為 Python 套接字編程提供的所有套接字工具。接下來,我們將向您展示實現(xiàn)客戶端-服務器通信的套接字函數(shù)調用工作流程。請參考以下快照。它說明了在客戶端和服務器之間建立通道所需的每個套接字調用。
Python Socket 編程工作流程下圖描述了客戶端和服務器端點的套接字方法的調用順序。
因此,從上面的流程圖中,您將了解在 Python 中創(chuàng)建客戶端/服務器套接字程序所需的所有套接字方法。現(xiàn)在是時候設置真正的 Python 客戶端和服務器組件了。
Python 客戶端-服務器通信示例代碼客戶端-服務器程序將具有以下兩個 Python 模塊。
Python-Server.py 和 Python-Client.py。讓我們先檢查一下服務器代碼。請注意,我們已經(jīng)在 Python 3 上測試了此代碼。
Python-Server.py該服務器模塊將向/從客戶端發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
Python-Server.py 文件包含創(chuàng)建服務器套接字的代碼,該套接字在收到來自客戶端的請求之前一直處于等待狀態(tài)。
每當客戶端連接時,服務器都會接受該連接。
然后客戶端將開始向服務器傳遞消息。 服務器將處理這些消息并將響應發(fā)送回客戶端。在下面的代碼中,我們還要求用戶輸入他想要傳遞給客戶端的響應。
import socketimport timedef Main(): host = '127.0.0.1' port = 5001 mySocket = socket.socket() mySocket.bind((host,port)) mySocket.listen(1) conn, addr = mySocket.accept() print ('Connection from: ' + str(addr)) while True:data = conn.recv(1024).decode()if not data: breakprint ('from connected user: ' + str(data)) data = str(data).upper()print ('Received from User: ' + str(data))data = input(' ? ')conn.send(data.encode())conn.close()if __name__ == ’__main__’: Main()Python-Client.py
在客戶端,我們創(chuàng)建一個套接字并使用提供的主機和端口值連接到服務器。
客戶端代碼有一個用于交換消息的 while 循環(huán)。它不斷打印從服務器獲得的所有數(shù)據(jù)。 在此之后,會調用輸入函數(shù)來請求客戶端響應。然后將響應傳遞給服務器。 用戶還可以在任何時間點輸入“q”來停止通信。import socketdef Main(): host = ’127.0.0.1’ port = 5001 mySocket = socket.socket() mySocket.connect((host,port)) message = input(' ? ') while message != ’q’:mySocket.send(message.encode())data = mySocket.recv(1024).decode()print (’Received from server: ’ + data)message = input(' ? ') mySocket.close()if __name__ == ’__main__’: Main()如何運行客戶端-服務器程序?
您需要從單獨的命令窗口運行這兩個模塊,或者您可以在兩個不同的 IDLE 實例中運行它們。
首先,您將執(zhí)行服務器模塊,然后是客戶端。我們已經(jīng)給出了客戶端-服務器程序的完整執(zhí)行摘要。
Python 3.5.1 (v3.5.1:37a07cee5969, Dec 6 2015, 01:54:25) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32Type 'copyright', 'credits' or 'license()' for more information. RESTART: C:UsersTechbeamersAppDataLocalProgramsPythonPython35Python-Server.py Connection from: (’127.0.0.1’, 50001)from connected user: Hello TechBeamersReceived from User: HELLO TECHBEAMERS ? Hello Dear Readerfrom connected user: You posts are awesome :)Received from User: YOU POSTS ARE AWESOME :) ? Thank you very much. This is what keeps us motivated.
Python 3.5.1 (v3.5.1:37a07cee5969, Dec 6 2015, 01:54:25) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32Type 'copyright', 'credits' or 'license()' for more information. RESTART: C:UsersTechbeamersAppDataLocalProgramsPythonPython35Python-Client.py ? Hello TechBeamersReceived from server: Hello Dear Reader ? You posts are awesome :)Received from server: Thank you very much. This is what keeps us motivated. ? q檢查程序兼容性
請注意,我們已經(jīng)使用 Python 3 版本測試了上述客戶端-服務器代碼。但是您可以輕松地將上述代碼轉換為在 Python 2.7 上運行。您需要替換以下代碼行。
data = input(' ? ')
對 Python 2.7使用以下 Python輸入函數(shù)。
data = raw_input(' ? ')
我們在以下幾點中列出了更多差異。
Python 2.7 中的一些其他函數(shù)(如打?。┎恍枰忾]大括號。 Python 2.7 的 socket 函數(shù)(如 send()/recv() )都不需要解碼它們的返回值,而 Python 3 需要它。快速總結——Python Socket 編程我們希望上面的教程能讓您了解有關 Python 套接字編程的新知識。如果您喜歡這篇文章并有興趣看到更多此類文章,可以看看這里(Github/Gitee) 關注我以查看更多信息,這里匯總了我的全部原創(chuàng)及作品源碼
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