Python3 Socket: 各种传输方式解析

发布时间：2023-05-20

Python socket库详解

Python是一门广受欢迎的编程语言，为了满足网络通信需求Python内置了socket库，支持多种网络传输方式，包括TCP、UDP、Unix域套接字等，使得编写网络应用和网络通信变得更简单。本文将从多个方面进行详解和解析。

一、TCP传输方式

TCP是面向连接的协议，提供可靠的数据传输。TCP传输方式可以通过下面的代码实现，代码中使用了socket的create_connection方法连接网络主机，并使用sendall方法发送数据，recv方法接收服务器的返回消息，最后关闭连接。请注意代码中使用了try except处理异常情况，使用finally保证连接在关闭前一定得到释放。

import socket
import sys
def tcp_client(host, port, message):
    try:
        # 创建socket连接
        sock = socket.create_connection((host, port))
        # 发送数据
        sock.sendall(message.encode('utf-8'))
        # 接收服务器返回的消息
        response = sock.recv(1024).decode('utf-8')
    except Exception as e:
        print("Socket error:", e)
    finally:
        # 关闭连接
        sock.close()
    return response

在使用TCP传输的时候还需要注意以下几点：

  1. 建立连接需要时间，数据发送后也需要等待接收方返回确认消息，因此传输速度相对较慢；
  2. 为了保证数据的可靠传输，TCP协议需要使用大量的交互和数据包，导致传输效率较低。

二、UDP传输方式

UDP是基于无连接的协议，不提供可靠的数据传输。UDP传输方式的优点在于传输速度较快，但不保证数据可靠性。UDP传输方式可以通过下面的代码实现，代码中使用了socket的sendto方法发送数据，recvfrom方法接收数据。

import socket
import sys
def udp_client(host, port, message):
    # 创建一个UDP套接字
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 发送数据到指定地址
    sock.sendto(message.encode('utf-8'), (host, port))
    # 接收服务器返回的消息
    response, server_address = sock.recvfrom(1024)
    return response.decode('utf-8')

在使用UDP传输的时候还需要注意以下几点：

  1. 数据传输不可靠，可能会丢失；
  2. 数据包可以任意顺序到达，必须在应用层处理包序号和消息重发；
  3. UDP的开销小，适合需要高效传输的场合。

三、Unix域套接字传输方式

Unix域套接字是一种特殊的传输方式，仅适用于本地进程间通信。该传输方式不需要进行网络通信，但是可能需要高级权限。 Unix域套接字传输方式可以通过下面的代码实现，代码中使用了socket的socket方法创建一个套接字对象（AF_UNIX表示使用Unix域套接字），bind方法将套接字对象绑定到指定地址上，listen方法开始监听传入连接，accept方法接受连接请求，send和recv方法用于传输数据。

import socket
import os
def unix_server(path):
    # 判断套接字文件是否存在，若已存在则删除
    if os.path.exists(path):
        os.remove(path)
    # 创建一个Unix域套接字
    sock = socket.socket(socket.AF_UNIX, socket.SOCK_STREAM)
    # 将套接字绑定到指定地址
    sock.bind(path)
    # 开始监听连接
    sock.listen(1)
    print('Listening at', path)
    while True:
        # 接受连接请求
        connection, client_address = sock.accept()
        try:
            # 接收和发送数据
            while True:
                data = connection.recv(1024)
                if data:
                    connection.sendall(data)
                else:
                    break
        except Exception as e:
            print('Socket error:', e)
        finally:
            # 关闭连接
            connection.close()

在使用Unix域套接字传输的时候还需要注意以下几点：

  1. 仅适用于在同一台计算机上的进程间通信；
  2. 需要高级权限才能够创建套接字文件。

四、总结

Python3 socket库提供了多种传输方式，可以根据不同需求选择不同的传输方式进行数据传输。TCP传输方式可靠但传输效率较低，适用于要求可靠性的应用；UDP传输方式传输速度快但数据不可靠，适用于需要高效传输的场合；Unix域套接字适用于同一台计算机上的进程间通信。

推荐文章