[网络协议]Python socket编程

socket
简称套接字，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。

创建套接字：

import socket
s = socket.socket(family，type) # 创建套接字对象

参数如下：
family: 套接字家族可以使 AF_UNIX 或者 AF_INET。
type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为 SOCK_STREAM（TCP套接字） 或 SOCK_DGRAM（UDP套接字）。

部分socket对象内建方法：
服务器端套接字

客户端套接字

公共套接字

创建一个简易版TCP服务器：

import socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 创建TCP套接字
s.bind(('127.0.0.1', 7777))  # 绑定服务的ip与端口

s.listen(10)  # 开启监听，指定最大连接数为10

print("等待客户端建立连接")

res = s.accept()  # 等待客户端发起请求建立连接,接受客户端的信息

print(f"客户端建立了连接：{res}")

s.close()  # 关闭套接字

运行程序后此时是堵塞状态，会一直等待客户端建立连接,通过浏览器来请求下，结果如下：

等待客户端建立连接
客户端建立了连接：(<socket.socket fd=948, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 7777), raddr=('127.0.0.1', 58362)>, ('127.0.0.1', 58362))

可见创建了两个元组，客户端的套接字与地址信息，而这个套接字是专门用来与客户端通信的，通过元组解包拿到此套接字与地址：

cli_sock,address = s.accept()  # 等待客户端发起请求建立连接,接受客户端的信息
print("客户端套接字："cli_sock)
print("地址："address )

结果：

等待客户端建立连接
客户端建立了连接
客户端套接字： <socket.socket fd=948, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 7777), raddr=('127.0.0.1', 61211)>
地址： ('127.0.0.1', 61211)

接收客户端的请求信息：cli_sock.recv()

import socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 创建TCP套接字
s.bind(('127.0.0.1', 7777))  # 绑定服务的ip与端口
s.listen(10)  # 开启监听，指定最大连接数为10
print("等待客户端建立连接")
cli_sock, address = s.accept()  # 等待客户端发起请求建立连接,接受客户端的信息
print("客户端建立了连接")
print("客户端套接字：", cli_sock)
print(cli_sock.recv(1024).decode())  # 接受客户端传输的信息，需指定字节大小，此时为二进制的数据，通过decode()转为字符串
cli_sock.send("请求成功") # 往客户端传递数据
s.close()  # 关闭套接字
结果：

等待客户端建立连接
客户端建立了连接
客户端套接字： <socket.socket fd=120, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 7777), raddr=('127.0.0.1', 63797)>
GET / HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:7777
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
sec-ch-ua: " Not;A Brand";v="99", "Google Chrome";v="91", "Chromium";v="91"
sec-ch-ua-mobile: ?0
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/91.0.4472.77 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9
Sec-Fetch-Site: none
Sec-Fetch-Mode: navigate
Sec-Fetch-User: ?1
Sec-Fetch-Dest: document
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

创建客户端 向服务端发起请求，传递数据

import socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 创建套接字
s.connect(('127.0.0.1', 7777))  # 建立连接
s.send("hello world".encode())  # 传递二进制格式的数据
print(s.recv(1024).decode()) # 接受服务端返回的数据

客户端结果：

请求成功

服务端结果：

等待客户端建立连接
客户端建立了连接
客户端套接字： <socket.socket fd=1032, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 7777), raddr=('127.0.0.1', 60668)>
hello world

多线程处理客户端请求，封装如下：

import socket
from concurrent.futures.thread import ThreadPoolExecutor


class TCPServer():
    def __init__(self):
        self.s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 创建TCP套接字
        self.s.bind(('127.0.0.1', 7777))  # 绑定服务的ip与端口
        self.s.listen(10)  # 开启监听，指定最大连接数为10

    def handle_request(self, cli_sock, address):
        print(f"客户端建立了连接{address}")
        cli_sock.send("请求成功".encode())
        print(cli_sock.recv(1024).decode())  # 接受客户端传输的信息，需指定字节大小
        cli_sock.close()  # 关闭处理客户端的套接字

    def run(self):
        with ThreadPoolExecutor(max_workers=10) as pool:  # 创建线程池，设置10个线程
            while True:
                print("等待客户端建立连接")
                cli_sock, address = self.s.accept()  # 等待客户端发起请求建立连接,接受客户端的信息
                pool.submit(self.handle_request, cli_sock, address)


TCPServer().run()