socket库：Python实现TCP/IP客户和服务器通信

前言

套接字除了前文用于分析网络地址等功能之外，还可以配置一个服务器，监听到来的消息。

比如你在网络上跟网络机器人聊天，你发送数据到机器人(服务器)，然后服务器反馈聊天数据信息给你。当然，机器人的回复还涉及机器学习，但简单的消息反馈涉及的就是套接字的知识。

而且，如果你直接将服务器配置为连接到其他应用的客户端，那么双向通信也可以实现。(比如QQ聊天)

简单的搭建服务器与客户端

既然已经了解了套接字的应用。下面，我们来实现一个简单的单向通信TCP/IP服务器与客户端。

服务器

服务器的原理如下：

1.首先创建一个套接字，TCP是面向流的套接字。故需要使用SOCK_STREAM。

2.然后使用bind()函数将套接字与服务器地址关联(因为我们只是在本地测试，直接将地址设置为127.0.0.1或者localhost，端口号为10000)，当然你身边如果有2台电脑设备，可以直接替换局域网的IP地址

3.调用listen()函数将套接字设置为服务器模式，然后无限循环等待，参数为最大排队数

4.在循环中，调用accept()等待客户端的消息连接(当然，这里可以设置最大连接数，超过直接拒绝连接)。如果有客户端进行连接，那么accept()函数会返回一个打开的连接与客户端地址

5.指明一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据

6.通过sendall()进行回传客户端数据。

7.传回数据后，与当前的客户端通信就算完成了。需要使用close()进行清理

示例代码如下：

 
 
 
 

  
  
  
  
import socket 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
# 1.创建一个套接字， 
  
  
  
  
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 
  
  
  
  
# 2.使用bind()函数将套接字与服务器地址关联 
  
  
  
  
sock.bind(('localhost', 10000)) 
  
  
  
  
# 3.调用listen()函数将套接字设置为服务器模式 
  
  
  
  
sock.listen(1) 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
while True: 
  
  
  
  
    # 4.调用accept()等待客户端的消息连接 
  
  
  
  
    # 如果有客户端进行连接，那么accept()函数会返回一个打开的连接与客户端地址 
  
  
  
  
    connection, client_address = sock.accept() 
  
  
  
  
    print("连接客户端地址：", client_address) 
  
  
  
  
    try: 
  
  
  
  
        # 5.指明一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据 
  
  
  
  
        data = connection.recv(1024) 
  
  
  
  
        print(data) 
  
  
  
  
        if data: 
  
  
  
  
            # 6.通过sendall()进行回传客户端数据。 
  
  
  
  
            connection.sendall("已接受到数据".encode()) 
  
  
  
  
        else: 
  
  
  
  
            print("客户端没有发送数据，不需要传送数据") 
  
  
  
  
    finally: 
  
  
  
  
        #7.需要使用close()进行清理 
  
  
  
  
        connection.close() 
 
 
 
 

 客户端

实现客户端相对来说比服务器要简单的多，因为其不需要监听，只需要连接发送数据即可。客户端实现主要分为：

1.创建一个套接字

2.使用connect()函数连接到服务器

3.通过sendall()向服务器发送数据

4.通过recv()接受服务器传递回的数据

5.交互完成之后，使用close()清理

示例如下：

 
 
 
 

  
  
  
  
import socket 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
# 1.创建一个套接字， 
  
  
  
  
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 
  
  
  
  
# 2.使用bind()函数将套接字与服务器地址关联 
  
  
  
  
sock.connect(('localhost', 10000)) 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
try: 
  
  
  
  
    msg = b"Are you there?" 
  
  
  
  
    # 3.通过sendall()向服务器发送数据 
  
  
  
  
    sock.sendall(msg) 
  
  
  
  
    # 4.通过recv()接受服务器传递回的数据 
  
  
  
  
    data = sock.recv(1024) 
  
  
  
  
    print(data.decode()) 
  
  
  
  
finally: 
  
  
  
  
    # 5.交互完成之后，使用close()清理 
  
  
  
  
    sock.close() 
 
 
 
 

 运行之后，服务器与客户端交互效果如下：

create_connection(更简易的客户端)

连接服务器除了使用connect()函数之外，其实还有另一个函数create_connection()来连接服务器，它可以省略几个步骤。示例如下：

 
 
 
 

  
  
  
  
import socket 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
# 获取匹配开头字符串的所有属性值 
  
  
  
  
def getConstants(prefix): 
  
  
  
  
    return { 
  
  
  
  
        getattr(socket, n): n 
  
  
  
  
        for n in dir(socket) 
  
  
  
  
        if n.startswith(prefix) 
  
  
  
  
    } 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
ipproto_str = getConstants("IPPROTO_") 
  
  
  
  
family_str = getConstants("AF_") 
  
  
  
  
type_str = getConstants("SOCK_") 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
sock = socket.create_connection(('127.0.0.1', 10000)) 
  
  
  
  
print(ipproto_str[sock.proto]) 
  
  
  
  
print(family_str[sock.family]) 
  
  
  
  
print(type_str[sock.type]) 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
try: 
  
  
  
  
    msg = b"Are you there?" 
  
  
  
  
    sock.sendall(msg) 
  
  
  
  
    data = sock.recv(1024) 
  
  
  
  
    print(data.decode()) 
  
  
  
  
finally: 
  
  
  
  
    sock.close() 
 
 
 
 

 运行之后，效果如下：

create_connection()函数的原理是使用getaddrinfo()函数查找候选连接的参数，并返回一个打开的socket。getaddrinfo()函数的讲解在上一篇socket库。

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