Python socket模块编程 SocketServer框架

时间:2022-05-18 23:58:24
Python提供了两个基本的socket模块。一个是socket,它提供了标准的BSD Socket API;另一个是socketServer,它提供了服务器中心类,可以简化网络服务器的开发。

        本文简要介绍socket模块包含的类及其使用。

        1.开始了解socket模块前,先熟悉下Python的网络编程模块主要支持的两种Intent协议:TCP和UDP。TCP协议是一种面向连接的可靠协议,用于建立机器之间的双向通信流。UDP协议是一种较低级别的、以数据包为基础的协议(无连接传输模式)。与TCP不同,UDP信息不可靠。

         他们的区别如下图所示:左图为TCP连接协议,右图为UDP连接协议

       Python socket模块编程 SocketServer框架              Python socket模块编程 SocketServer框架

        2.socket模块的部分类方法介绍

类方法

说明

socket.socket(family, type[,proto])

创建并返回一个新的 socket对象

socket.getfqdn(name)

将使用点号分隔的 IP地址字符串转换成一个完整的域名

socket.gethostbyname(hostname)

将主机名解析为一个使用点号分隔的 IP地址字符串

socket.gethostbyname_ex(name)

它返回一个包含三个元素的元组,从左到右分别是给定地址的主要的主机名、同一IP地址的可选的主机名的一个列表、关于同一主机的同一接口的其它IP地址的一个列表(列表可能都是空的)。

socket.gethostbyaddr(address)

作用与gethostbyname_ex相同,只是你提供给它的参数是一个IP地址字符串

Socket.getservbyname(service,protocol)

它要求一个服务名(如'telnet'或'ftp')和一个协议(如'tcp'或'udp'),返回服务所使用的端口号

socket.fromfd(fd, family, type)

从现有的文件描述符创建一个 socket对象

       3.socket对象的部分方法介绍

实例方法

说明

sock.bind( (adrs, port) )

将 socket绑定到一个地址和端口上

sock.accept()

返回一个客户机 socket(带有客户机端的地址信息)

sock.listen(backlog)

将 socket设置成监听模式,能够监听 backlog 外来的连接请求

sock.connect( (adrs, port) )

将 socket连接到定义的主机和端口上

sock.recv( buflen[, flags] )

从 socket中接收数据,最多 buflen 个字符

sock.recvfrom( buflen[, flags] )

从 socket中接收数据,最多 buflen 个字符,同时返回数据来源的远程主机和端口号

sock.send( data[, flags] )

通过 socket发送数据

sock.sendto( data[, flags], addr )

通过 socket发送数据

sock.close()

关闭 socket

sock.getsockopt( lvl, optname )

获得指定 socket 选项的值

sock.setsockopt( lvl, optname, val )

设置指定 socket选项的值

        4.编写socket测试程序

      (a)编写server的步骤

第一步是创建socket对象。调用socket构造函数。如:

socket = socket.socket( family, type )

family参数代表地址家族,可为AF_INET或AF_UNIX。AF_INET家族包括Internet地址,AF_UNIX家族用于同一台机器上的进程间通信。

type参数代表套接字类型,可为SOCK_STREAM(流套接字)和SOCK_DGRAM(数据报套接字)。

第二步是将socket绑定到指定地址。这是通过socket对象的bind方法来实现的:

socket.bind( address ) 

由AF_INET所创建的套接字,address地址必须是一个双元素元组,格式是(host,port)。host代表主机,port代表端口号。如果端口号正在使用、主机名不正确或端口已被保留,bind方法将引发socket.error异常。

第三步是使用socket套接字的listen方法接收连接请求。

socket.listen( backlog )

backlog指定最多允许多少个客户连接到服务器。它的值至少为1。收到连接请求后,这些请求需要排队,如果队列满,就拒绝请求。

第四步是服务器套接字通过socket的accept方法等待客户请求一个连接。

connection, address = socket.accept()

调 用accept方法时,socket会时入“waiting”状态。客户请求连接时,方法建立连接并返回服务器。accept方法返回一个含有两个元素的元组(connection,address)。第一个元素connection是新的socket对象,服务器必须通过它与客户通信;第二个元素 address是客户的Internet地址。

第 五步是处理阶段,服务器和客户端通过send和recv方法通信(传输 数据)。服务器调用send,并采用字符串形式向客户发送信息。send方法返回已发送的字符个数。服务器使用recv方法从客户接收信息。调用recv 时,服务器必须指定一个整数,它对应于可通过本次方法调用来接收的最大数据量。recv方法在接收数据时会进入“blocked”状态,最后返回一个字符 串,用它表示收到的数据。如果发送的数据量超过了recv所允许的,数据会被截短。多余的数据将缓冲于接收端。以后调用recv时,多余的数据会从缓冲区 删除(以及自上次调用recv以来,客户可能发送的其它任何数据)。 

传输结束,服务器调用socket的close方法关闭连接。

       (b)编写client的步骤

首先创建一个socket以连接服务器:socket =socket.socket( family, type ) 

使用socket的connect方法连接服务器。对于AF_INET家族,连接格式如下:

socket.connect( (host,port) )

host代表服务器主机名或IP,port代表服务器进程所绑定的端口号。如连接成功,客户就可通过套接字与服务器通信,如果连接失败,会引发socket.error异常。

处理阶段,客户和服务器将通过send方法和recv方法通信。 

传输结束,客户通过调用socket的close方法关闭连接。

        5.实例源码:Python socket半双工聊天

        (a)tcpserver.py

[python] view plaincopy
  1. # -*- coding: cp936 -*-  
  2. #file:tcpserver.py  
  3.   
  4. import socket  
  5. from time import ctime  
  6. import sys  
  7.   
  8. bufsize = 1024  
  9. host = '127.0.0.1'  
  10. port = 8100  
  11. address = (host,port)  
  12.   
  13. server_sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  
  14. server_sock.bind(address)  
  15. server_sock.listen(1)  
  16.   
  17. while True:  
  18.     print 'waiting for connection...'  
  19.     clientsock,addr = server_sock.accept()  
  20.     print 'received from :',addr  
  21.   
  22.     while True:  
  23.         data = clientsock.recv(bufsize)  
  24.         print ' 收到---->%s\n%s' %(ctime(),data)  
  25.         data = raw_input("发送----->")  
  26.         clientsock.send(data)  
  27.     clientsock.close()  
  28.   
  29. server_sock.close()  
        (b)tcpclient.py
[python] view plaincopy
  1. ## -*- coding: cp936 -*-  
  2. ##file:tcpclient.py  
  3.   
  4. from socket import *  
  5. from time import ctime  
  6.   
  7. bufsize = 1024  
  8. host = '127.0.0.1'  
  9. port = 8100  
  10. addr = (host,port)  
  11.   
  12. client_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)  
  13. client_sock.connect(addr)  
  14.   
  15. while True:  
  16.     data = raw_input("发送---->")  
  17.     if not data:  
  18.         break  
  19.     else:  
  20.         client_sock.send(data)  
  21.         data = client_sock.recv(bufsize)  
  22.         print '收到---->%s\n%s' %(ctime(),data)  
  23.   
  24. client_sock.close()  

           (c)运行结果:左边截图为server,右边截图为client

 Python socket模块编程 SocketServer框架   Python socket模块编程 SocketServer框架

ref: http://blog.csdn.net/vicken520/article/details/8292835


1.前言:

虽说用Python编写简单的网络程序很方便,但复杂一点的网络程序还是用现成的框架比较好。这样就可以专心事务逻辑,而不是套接字的各种细节。SocketServer模块简化了编写网络服务程序的任务。同时SocketServer模块也是Python标准库中很多服务器框架的基础。

2.网络服务类:

SocketServer提供了4个基本的服务类:

TCPServer针对TCP套接字流

UDPServer针对UDP数据报套接字

UnixStreamServer和UnixDatagramServer针对UNIX域套接字,不常用。

它们的继承关系如下:

+------------+

| BaseServer |

+------------+

     |

     v

+-----------+        +------------------+

| TCPServer |------->| UnixStreamServer |

+-----------+        +------------------+

     |

     v

+-----------+        +--------------------+

| UDPServer |------->| UnixDatagramServer |

+-----------+        +--------------------+

2.1异步处理:

这个四个服务类都是同步处理请求的。一个请求没处理完不能处理下一个请求。要想支持异步模型,可以利用多继承让server类继承ForkingMixIn 或 ThreadingMixIn mix-in classes。

ForkingMixIn利用多进程(分叉)实现异步。

ThreadingMixIn利用多线程实现异步。

3.请求处理类:

要实现一项服务,还必须派生一个handler class请求处理类,并重写父类的handle()方法。handle方法就是用来专门是处理请求的。该模块是通过服务类和请求处理类组合来处理请求的。

SocketServer模块提供的请求处理类有BaseRequestHandler,以及它的派生类StreamRequestHandler和DatagramRequestHandler。从名字看出可以一个处理流式套接字,一个处理数据报套接字。

4.总结用SocketServer创建一个服务的步骤:

1.创建一个request handler class(请求处理类),继承自BaseRequestHandler class并重写它的handle()方法,该方法将处理到的请求。

2.实例化一个server class对象,并将服务的地址和之前创建的request handler class传递给它。

3.调用server class对象的handle_request() 或 serve_forever()方法来开始处理请求。

一个基于SocketServer的服务器示例:

fromSocketServer importTCPServer,StreamRequestHandler
#定义请求处理类
classHandler(StreamRequestHandler):
defhandle(self):
addr
= self.request.getpeername()
print'Got connection from ',addr
self.wfile.write('Thank you for connecting')
server
= TCPServer(('',1234), handler)#实例化服务类对象
server.server_forever()#开启服务


5.实现异步,支持多连接

前面介绍服务类时提到过,四个基本的服务类默认是同步模型的。要想支持异步可以利用多继承从ForkingMixIn 或ThreadingMixInmix-in classes和一个基本的服务类继承来定义一个支持异步的服务类。比如:

class Server(ThreadingMixIn, TCPServer): pass

ForkingMixIn 要考虑进程间的通信。ThreadingMixIn要考虑线程访问同一变量时的同步和互斥。

一个使用了多线程处理的服务器示例:

fromSocketServer importTCPServer, ThreadingMixIn, StreamRequestHandler
#定义支持多线程的服务类,注意是多继承
classServer(ThreadingMixIn, TCPServer): pass
#定义请求处理类
classHandler(StreamRequestHandler):
defhandle(self):
addr
= self.request.getpeername()
print'Got connection from ',addr
self.wfile.write('Thank you for connection')
server
= Server(('',1234), Handler)#实例化服务类
server.serve_forever()#开启服务

ref: http://www.pythontab.com/html/2013/pythonjichu_0705/480.html