一、什么是socket
开发分布式系统时,常会涉及到网络通信的问题,此时,socket就用来解决了。socket是一个抽象的概念,可以想象成两个字节之间的通往。它是一组API,使我们能够随心所欲地进行网络通信。Python提供了内置的socket库,方便我们使用。
二、socket的类型
socket有四种类型:流式套接字(SOCK_STREAM),数据报套接字(SOCK_DGRAM),原始套接字(SOCK_RAW)和序列数据报套接字(SOCK_SEQPACKET)。下面分别介绍这四种类型:
1、流式套接字(SOCK_STREAM):它是一种面向连接的套接字,基于TCP(可靠的,面向连接的协议)。数据在两个套接字之间是被认为是有序的和可靠的。
2、数据报套接字(SOCK_DGRAM):基于UDP(无连接的,不可靠的协议)。它使用数据报而不是分组来传输信息,每个数据报的长度均不应超过应该传输的最大数据报大小。由于无连接,传输的信息可能是无序的或出现重复。
3、原始套接字(SOCK_RAW):是一个最基本的套接字类型,可以让你访问网络层以下的协议。不过除非你需要访问更底层的协议,否则不建议使用这个类型的套接字。
4、序列数据报套接字(SOCK_SEQPACKET):基于TCP协议,但比流式套接字更可靠。它提供了固定长度的记录,保证它们按照顺序进行交 interchange。
三、socket常见的方法
1、socket.accept():接受客户端链接,返回新的socket对象和客户端的地址。
import socket s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.bind(('127.0.0.1', 8000)) s.listen(1) conn, addr = s.accept() print('New connection from %s:%d' % addr) #关闭socket对象 conn.close()
2、socket.connect():请求进行链接,返回一个socket对象。
import socket s = socket.socket() s.connect(('127.0.0.1', 8000)) #关闭socket对象 s.close()
3、socket.recv():从socket中读取数据。
import socket s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) s.bind(('127.0.0.1', 8000)) s.listen(1) conn, addr = s.accept() data = conn.recv(1024) print('Received data:', data) #关闭socket对象 conn.close() s.close()
4、socket.send():向socket中写入数据。
import socket s = socket.socket() s.connect(('127.0.0.1', 8000)) s.send('This is some data') #关闭socket对象 s.close()
四、socket编程实战
下面通过一个简单的聊天室程序来演示socket的应用。我们需要一个服务器和多个客户端,客户端可以向服务器发送信息,服务器收到信息后将信息转发给所有其他客户端。以下是服务器端的代码:
import select import socket import sys server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) server.bind(('0.0.0.0', 8000)) server.listen(5) inputs = [server] clients = {} def broadcast_message(message, sender): for sock in clients: if sock != server and sock != sender: try: sock.sendall(message) except Exception as e: print(e) sock.close() clients.pop(sock) while True: readable, _, _ = select.select(inputs, [], []) for sock in readable: if sock == server: conn, addr = sock.accept() print('Received new connection from %s:%d' % addr) inputs.append(conn) clients[conn] = addr else: try: data = sock.recv(1024) except: data = None if data: message = b'%s:%s' % (clients[sock], data) broadcast_message(message, sock) else: sock.close() inputs.remove(sock) clients.pop(sock)
以下是客户端的代码:
import socket import sys import threading def read_message(sock): while True: data = sock.recv(1024) if data: print(data) name = input('Enter your name:') client = socket.socket() client.connect(('127.0.0.1', 8000)) # 启动一个新线程来接收服务器返回的消息 threading.Thread(target=read_message, args=(client,)).start() # 发送消息到服务器 while True: message = input() if message: data = b'%s:%s\n' % (name, message.encode('utf-8')) client.sendall(data)
以上是一个简单的聊天室程序,通过socket实现了客户端和服务器之间的通信。当有新的客户端加入时,服务器会广播通知所有其他的客户端。当一个客户端发送消息时,服务器也会广播通知所有其他客户端。
五、总结
socket是Python中用于进行网络编程的重要库,其提供的API可以方便地进行网络通信。在使用socket进行编程时,应该关注其不同的类型、方法的使用以及错误处理等问题。