python(十三)：网络编程之socket与socketserver

　　socket是操作系统中I/O系统延伸部分，支持TCP和UDP等网络通信协议，它使计算机之间(或其本身)的进程通信称为可能。socket中的socket()函数、recv()函数和send()函数，相当于文件操作中的open()函数、read()函数、write()函数。因此，soket使得操作系统能够以文件描述符的方式对网络数据进行操作。

1、socket中udp通信

　　服务端：

import socket
udpSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# ''表示自己电脑的任何一个ip(无线和有限同时连接或者电脑有不同的网卡（桥接），会有多个ip).
# 绑定端口:写的是自己的ip和固定的端口，一般是写在sever端
bindAddr = ('', 9001)
udpSocket.bind(bindAddr)
recvData = udpSocket.recvfrom(1024)
# print(recvData)
print(recvData[0].decode('gbk'))
udpSocket.close()
# recvData的格式：（data, ('ip', 端口)).它是一个元组，前面是数据，后面是一个包含ip和端口的元组.

　　客户端：

import socket
# upd链接
# SOCK_DGRAM:数据报套接字，主要用于UDP协议
udpSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 关闭防火墙
# 同一网段（局域网）下，主机的ip地址和端口号.
sendAddr = ('127.0.0.1', 9001)
# sendData = bytes(input('请输入要发送的数据：'), 'gbk')
sendData = input('请输入要发送的数据：').encode('gbk')
# 使用udp发送数据，每一次发送都需要写上接收方的ip地址和端口号
udpSocket.sendto(sendData, sendAddr)
# udpSocket.sendto(b'hahahaha', ('192.168.10.247', 8080))
udpSocket.close()

2、socket中的TCP通信

　　服务端：

import socket
tcpServer = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
tcpServer.bind(('', 8899))
tcpServer.listen(5)
# tcp的三次握手，写进了这一句话当中
tcpClient, addr = tcpServer.accept()
# tcpServer.accept()，不需要写ip,可以接收多个客户端的。但事先要绑定端口和接入的客户端的数量
# client 表示接入的新的客户端
# clientInfo 表示接入的新的客户端的ip和端口port
recvData = tcpClient.recv(1024)
print('%s: %s' % (str(addr), recvData.decode('gbk')))
sendData = input("请输入返回数据: ")
tcpClient.send(sendData.encode("gbk"))
# tcp的四次握手，写进了这一句话
tcpClient.close()
tcpServer.close()
# tcpServer.accept()：等待客户端的接入，自带堵塞功能：即必须接入客户端，然后往下执行
# tcpClient.recv(1024): 也是堵塞，不输入数据就一直等待，不往下执行.
# tcpServer创建了两个套接字，一个是Server，另一个是tcpClient.Server负责监听接入的Client,再为其创建专门的tcpClient进行通信.

　　客户端：

import socket
tcpClient = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
serverAddr = ('127.0.0.1', 8899)
# tcp的三次握手，写进了这一句话
tcpClient.connect(serverAddr)
sendData = input('请输入要发送的数据：')
tcpClient.send(sendData.encode('gbk'))
recvData = tcpClient.recv(1024)
print('接收到的数据为：%s' % recvData.decode('gbk'))
tcpClient.close()
# 为什么用send而不是sendto？因为tcp连接是事先链接好(只需连接一次)，以后只管发数据就ok了。
# 而udp必须用sendto，是发一次数据，连接一次。每次发送必须要指定对方的ip和port。
# 相同的道理，在tcpServer端，要写recv，而不是recvfrom来接收数据

3、socket开启循环

　　服务端：

import socket
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 9003))
server.listen(5)
while True:
    serverThisClient, addr = server.accept()
    while True:
        recvData = serverThisClient.recv(1024)
        if len(recvData) > 1:
            print('recv:　%s' % recvData.decode('utf-8'))
            sendData = input('send: ')
            serverThisClient.send(sendData.encode('utf-8'))
        else:
            print('再见！')
            break
    serverThisClient.close()
server.close()

　　客户端：

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1', 9003))
while True:
    data = input("send：")
    client.send(data.encode("utf-8"))
    recv = client.recv(1024)
    print("recv: %s" % recv.decode("utf-8"))
client.close()

4、socket多线程

　　socket是自带阻塞的。一次只能接收和处理一个链接。如果一次接收多个连接，可以用多线程的方式实现。改写上面服务器的写法，客户端保持不变(可以启动多个client看看效果)。

from threading import Thread
import socket
class Connect(object):
　　"""connect就是一个链接"""
    def __init__(self, conn, addr):
        self.conn = conn   # 本次链接的conn
        self.addr = addr   # 本次链接的ip地址和端口
        self.bsize = 1024
        self.before()
        try:
            self.handle()
        except:
            raise socket.SO_ERROR
        self.after()

    def handle(self):
        try:
            while True:
                recvData = self.conn.recv(self.bsize)
                print("recv: %s." % recvData.decode("utf-8"))
                sendData = input("send: ")
                self.conn.send(sendData.encode("utf-8"))
        except:
            self.conn.close()

    def before(self):
        print("Connected from: %s." % self.addr[0])

    def after(self):
        print("Closed from %s." % self.addr[0])

def main():
    tcpSocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    tcpSocket.bind(('', 9003))
    tcpSocket.listen(5)
    while True:
        conn, addr = tcpSocket.accept()
        Thread(target=Connect, args=(conn, addr)).start()
    tcpSocket.close()

if __name__ == '__main__':
    main()

5、使用自带的socketServer模块实现socket多线程

　　上面已经实现了多线程的socket连接。python提供了socketServer来实现功能更全面的封装。对上面的服务端用socketServer进行重写。

import socketserver
class Server(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        while True:
            recvData = self.request.recv(1024)
            print("recv: %s." % recvData.decode("utf-8"))
            sendData = input("send: ")
            self.request.send(sendData.encode("utf-8"))
if __name__ == '__main__':
    server = socketserver.ThreadingTCPServer(("", 9003), Server)
    server.serve_forever()

6、socketserver实现文件传输

　　服务端：

　　(文件地址:https://files.cnblogs.com/files/kuaizifeng/Python%E9%87%8D%E8%A6%81%E7%9A%84%E7%AC%AC%E4%B8%89%E6%96%B9%E5%BA%93.pdf.zip)

import socketserver, struct
class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        f = open("Python重要的第三方库.pdf.zip", mode="ab")
        size = self.request.recv(4)             # 只接收4个字节
        size = struct.unpack('i', size)[0]      # struct模块将python中的数据类型转换成C中的字节。第一次发数据大小，是int类型(struct用i表示)，它在C中占4个字节
        print(size)                             # 如果recv接收不是4个字节，则会报错(粘包)
        length = 0
        while True:
            data = self.request.recv(1024)
            f.write(data)
            length += len(data)
            if len(data) < 1024:
                f.close()
                break
        if length == size:
            print("over.")
        else:
            print("error.")
if __name__ == '__main__':
    server = socketserver.ThreadingTCPServer(("", 9009), MyServer)
    server.serve_forever()

　　客户端：

import socket, struct, os

client = socket.socket()
client.connect(("localhost", 9009))

filepath= os.path.dirname(os.path.dirname(__file__))   # 定位这个文件路径
file = os.path.join(filepath, "Python重要的第三方库.pdf.zip")
f = open(file, mode="rb")
count = 0
size = os.path.getsize(file)
size = struct.pack('i', size)
client.send(size)
print("size: {}.".format(size))
while True:
    data = f.read(1024)
    client.send(data)
    count += 1
    if len(data) < 1024:
        break
    print("send: {}.".format(count))
client.close()