Python 实现进程间通信(网络编程)

【网络编程】

　　1):网络编程是什么意思，网络编程指的是不同机器之间通过网编相互发信息，我们常用的“QQ”，“微信”，“邮箱” 都个网编编程的应用；

　　网编编程在技术上还有另一个叫法叫“进程间通信”，进程间通信这个名字能更好体现技术的内涵，说白了就是一个进程给另一个进程发

　　信息；

　　2):网络编程中的两个重要的角色，“服务端”，“客户端” 从技术上来讲“服务端”是被动的，它监听在某个“套结字(socket)”上，被动的

　　等待“客户端”的连接；也就是说连接是由“客户端”主动发起的，所以“客户端”是主动的。

　　3):主动&被动对应着两套不同的行为，对于被动的“服务端”来说它有三个技术上的步骤要做 “第一步：bind”，“第二步：listen”，“第

　　三步 accept” 这三步是基本的“套路”不要问我为什么，我也想知道；不过总的来说前两步叫“监听”，第三步叫“接收一个客户端连接”

　　对于“客户端”它的套路就比较少了只有一步：“唯一一步：connect” 成功后就能与服务器之间有进行信息的收发了。

【从最低层的socket来实现一个翻译功能】

　　我在这要实现的“翻译”功能比较“牛逼”，总的来说是这样的；客户端向服务器发送一串小写字母，服务器端把小写“翻译”成大写后返回

　　我的服务器主机的IP是“172.16.192.100”

　　1): 服务端代码

#! /usr/bin/env python3

import socket

if __name__ == "__main__":
    #定义一个服务端的tcp套节字
    with socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) as s_sock:
        s_host = ('172.16.192.100',9999)
        s_sock.bind(s_host) # 第一步：bind
        s_sock.listen(5)    # 第二步：listen
        print("服务端启动完成 监听在 {0}".format(s_host))
        while True:
            c_sock,c_addr = s_sock.accept() # 第三步：接收客户端连接
            print("收到来自 {0} 的连接请求".format(c_addr))
            c_data = c_sock.recv(1024)      # 读取客户端发来的数据
            c_str = str(c_data,"utf-8")     # 由字节序列转码成utf-8字符串
            print("收到来自 {0} 的信息 '{1}' ".format(c_addr,c_str))
            c_sock.sendall( bytes(c_str.upper(),"utf-8")) # 翻译成大写发送到客户端

　　2): 客户端代码

import socket
from datetime import datetime

if __name__ == "__main__":
    data = ' '.join(sys.argv[1:])
    with socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) as sock:
        sock.connect(('172.16.192.100',9999))
        print("client {0} 发送 {1}".format(datetime.now(),data))
        sock.sendall(bytes(data,"utf-8"))

        received_data = sock.recv(1024)
        print("client {0} 收到 {1}".format(datetime.now(),received_data))

　　3): 服务端的运行情况

python3 server.py
服务端启动完成 监听在 ('172.16.192.100', 9999)
收到来自 ('172.16.192.1', 52160) 的连接请求
收到来自 ('172.16.192.1', 52160) 的信息 'Hello world 123'

　　4): 客户端的运行情况

python3 client.py Hello world 123
client 2018-09-19 16:42:46.973864 发送 Hello world 123
client 2018-09-19 16:42:46.974519 收到 b'HELLO WORLD 123'

【Python对网络编程做了什么】

　　从上面的内容可以看出“服务端”是有它的固定套路的，Python把这些通用的“套路”抽象了来了，如果我们使用python写上面的那种“服务端”

　　&“客户端”的程序的话就大的方便了。

　　服务端直接这样写就行了：

import socketserver

class UpHander(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        """
        self.request  引用的是与客户端通信用的socket对象
        """
        data = self.request.recv(1024) # 接收1024个字节
        print("接收到来自 {0} 的信息 {1}".format(self.client_address,str(data)))
        self.request.sendall(data.upper()) # 把接收到的数据变成大写再发出去

if __name__ == "__main__":
    server_ip = ('172.16.192.100',9999) # 定义服务端监听的ip与端口
    with socketserver.TCPServer(server_ip,UpHander) as server:
        server.serve_forever()

　　通过“重写”socketserver.BaseRequestHandler.handle 方法来实现我们要的功能，也就是说我们不要太在意网络编程的技术细节了;注意

　　了上面的这个实现是“串行”的，也就是说server端只有一个进程来做处理，如果是要实现一个并行处理的服务端的话也是分分钟的事

【多线程版本的服务端编程】

　　1): 服务端代码

#! /usr/bin/env python3

"""
用python标准库实现一个简单的c/s架构的服务
"""

import socketserver
import socket
import time
import threading

class UpHander(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        """
        self.request  引用的是与客户端通信用的socket对象
        """
        data = self.request.recv(1024) # 接收1024个字节
        cur_thread = threading.current_thread()
        print("服务端线程号 {0} 接收到来自 {1} 的信息 {2}".format(cur_thread.name,self.client_address,str(data)))
        time.sleep(5)
        self.request.sendall(data.upper()) # 把接收到的数据变成大写再发出去

class MultiThreadTcpServer(socketserver.ThreadingMixIn,socketserver.TCPServer):
    pass

if __name__ == "__main__":
    with MultiThreadTcpServer(('172.16.192.100',9999),UpHander) as s_sock:
        s_thread = threading.Thread(target=s_sock.serve_forever)
        s_thread.daemon=True
        s_thread.start()
        print("多线程版本的服务端已经启动...")
        while True:
            time.sleep(10) # 使服务端永不退出

　　2): 客户端代码

import socket
from datetime import datetime

if __name__ == "__main__":
    data = ' '.join(sys.argv[1:])
    with socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) as sock:
        sock.connect(('172.16.192.100',9999))
        print("client {0} 发送 {1}".format(datetime.now(),data))
        sock.sendall(bytes(data,"utf-8"))

        received_data = sock.recv(1024)
        print("client {0} 收到 {1}".format(datetime.now(),received_data))

　　开启两个客户端观察效果

1：
python3 client.py Hello world 123
client 2018-09-19 17:47:38.084209 发送 Hello world 123
client 2018-09-19 17:47:43.091790 收到 b'HELLO WORLD 123'

2：

python3 client.py Hello world
client 2018-09-19 17:47:38.803440 发送 Hello world
client 2018-09-19 17:47:43.811177 收到 b'HELLO WORLD'

　　由时间上可以看出来请求是并行的

【总结】

　　可以看出用socketserver模块来做“服务器”，“客户端”的编程是非常方便的

【学习交流】

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