网络编程之Socket代码实例

一、基本Socket例子

Server端:

# Echo server program
import socket HOST = '' # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 50007 # Arbitrary non-privileged port sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.bind((HOST, PORT)) sock_server.listen(1) #开始监听,1代表在允许有一个连接排队,更多的新连接连进来时就会被拒绝
conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象 with conn:
print('Connected by', addr)
while True:
data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
if not data: break #收不到数据,就break
conn.sendall(data) #把收到的数据再全部返回给客户端

Client端:

# Echo client program
import socket HOST = 'localhost' # The remote host
PORT = 50007 # The same port as used by the server client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect((HOST, PORT))
client.sendall(b'Hello, world') data = client.recv(1024) print('Received',data)

先启动Server端,再启动Client端,结果如下:

二、循环收发数据

第一次接触就这么交待了,之说了一句话,感觉不够过瘾,如何实现更多的交互呢?简单,只需要让客户端不断的发,服务端不断的收就可以了,写个循环搞定。

Server端:

# Echo server program
import socket HOST = '' # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 50007 # Arbitrary non-privileged port sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.bind((HOST, PORT)) sock_server.listen(1) #开始监听,1代表在允许有一个连接排队,更多的新连接连进来时就会被拒绝
conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象 with conn:
print('Connected by', addr)
while True:
data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
print("server recv:",conn.getpeername(), data.decode())
if not data: break #收不到数据,就break
conn.sendall(data) #把收到的数据再全部返回给客户端

Client端:

# Echo client program
import socket HOST = 'localhost' # The remote host
PORT = 50007 # The same port as used by the server client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect((HOST, PORT)) while True: msg = input(">>>:").strip()
if len(msg) == 0:continue client.sendall(msg.encode()) #发送用户输入的数据,必须是bytes模式 data = client.recv(1024) print('Received',data.decode()) #收到服务器的响应后,decode一下

三、简单聊天软件

上面的例子,服务端只是将客户端发来的再发送给客户端,这哪叫聊天啊,这种事需要双方配合,得让服务端也能说话。

Server端:

import socket

HOST = ''                 # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 50007 # Arbitrary non-privileged port sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.bind((HOST, PORT)) sock_server.listen(1) #开始监听,1代表在允许有一个连接排队,更多的新连接连进来时就会被拒绝
conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象 with conn:
print('Connected by', addr)
while True:
data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
print("recv from Alex:",conn.getpeername(), data.decode())
if not data: break #收不到数据,就break response = input(">>>").strip()
conn.send(response.encode())
print("send to alex:",response)

Client不需要做更改,直接看结果:

以上的例子还是有bug,双方只能一来一往的说话,如果你想来纳许发2句话是不行的,会卡住。这是因为你发了一条消息后,就去调用recv方法接收服务器的响应了,再服务器端返回消息之前,这个recv(1024)方法是阻塞的,如果想允许此时还能再发消息给服务器端,就需要再单独启动一个线程,只负责发消息。

四、聊天软件升级版

刚才在聊天的时候,服务端在服务客户端的时候,其它人如果也想跟服务端连接是处于排队状态,然后等正在被服务的客户端完事并断开后,下一个人就跟上,但实际情况是客户端一断开,服务端也跟着断了。

为什么会断呢?引文服务端以下代码的意思是,如果收不到数据,就跳出循环,就断开了。

conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象

with conn:
print('Connected by', addr)
while True:
data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
print("recv from Alex:",conn.getpeername(), data.decode()) if not data: break #收不到数据,就break , 就是它干的 response = input(">>>").strip()
conn.send(response.encode())
print("send to alex:",response)

想实现一个客户端断开后,可以立刻接入另外一个客户端的话,怎么办呢?只需要再在外层加个循环。

while True: #最外层loop 

    conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象
#为何把上面这句话也包含在循环里?
print("来了个新客人",conn.getpeername() ) with conn:
print('Connected by', addr)
while True:
data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
print("recv from :",conn.getpeername(), data.decode())
if not data: break #收不到数据,就break
conn.send(data.upper())
print("send to alex:",data)

break 跳出后就回到大while那层:

但是,有的人在重启服务端时可能会遇到:

这是由于你的服务端仍然存在4次挥手的time_wait状态,在占用地址(如果不懂,请深入研究:1、tcp三次握手,四次挥手。2、sun洪水攻击。3、服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法)

解决方法1:

sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #一行代码搞定,写在bind之前
sock_server.bind((HOST, PORT))

解决方法2(用于Linux系统):

发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整linux内核参数解决,
vi /etc/sysctl.conf 编辑文件,加入以下内容:
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。 net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭; net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭; net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。 net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

五、UDP实例

UDP不需要经过3次握手和4次挥手,不需要提前建立连接,直接发数据就行。

Server端:

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #udp类型 udp_server_client.bind(ip_port) while True:
msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
print("recv ",msg,addr) udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

Client端:

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE = 1024
udp_server_client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) while True:
msg=input('>>: ').strip()
if not msg:continue
udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port) back_msg,addr = udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

结果:

六、TCP  VS  UDP

1、TCP基于链接通信

  • 基于链接,则需要listen(backlog),指定连接池的大小。
  • 基于链接,必须先运行服务端,然后再由客户端发起链接请求。
  • 对于mac系统:如果一端断开了链接,那另外一端的链接也跟着完蛋,recv将不会阻塞,接收到的是空(解决方法:服务端通信循环内加异常处理,捕捉到异常后就break通讯循环)
  • 对于windows/Linux系统:如果一端断开了链接,那另外一端的链接也跟着完蛋,recv将不会阻塞,收到的是空(解决方法:服务端通信循环内加异常处理,捕捉到异常后就break通讯循环)

2、UDP无链接

  • 无链接,因而无需listen(backlog),更加没有什么连接池之说了。
  • 无链接,UDP的sendinto不用管是否有一个正在运行的服务端,可以己端一个劲地发消息,只不过数据会丢失。
  • recvfrom收的数据小于sendinto发送的数据时,在mac和Linux系统上数据直接丢失,在windows系统则会直接报错。
  • 只有sendinto发送数据没有recvfrom收数据,则数据丢失。

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