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Socket網(wǎng)絡(luò)編程初探

客戶端/服務(wù)器架構(gòu)

• 即C/S架構(gòu)，其實(shí)web服務(wù)在某種意義上也算是C/S架構(gòu)

• 一個(gè)特點(diǎn)是服務(wù)器端持續(xù)運(yùn)行對(duì)外提供服務(wù)

為何學(xué)習(xí)socket一定要先學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議：

1. C/S架構(gòu)的軟件是基于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的

2. 網(wǎng)絡(luò)的核心就是一堆協(xié)議，即標(biāo)準(zhǔn)，想要開發(fā)一款基于網(wǎng)絡(luò)通信的軟件就必須遵循這些標(biāo)準(zhǔn)

3. socket是處在應(yīng)用層和傳輸層中間的一組接口

說到這，那么socket到底是個(gè)什么呢？Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設(shè)計(jì)模式中，socket其實(shí)就是一個(gè)門面模式，它把復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議族隱藏在socket接口后面，對(duì)用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。所以，無需深究TCP/UDP協(xié)議，socket已經(jīng)為我們封裝好了

基于文件類型的套接字家族：AFUNIX基于網(wǎng)絡(luò)類型的套接字家族：AFINET

套接字的工作流程

先從服務(wù)器端說起。服務(wù)器端先初始化Socket，然后與端口綁定(bind)，對(duì)端口進(jìn)行監(jiān)聽(listen)，調(diào)用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時(shí)如果有個(gè)客戶端初始化一個(gè)Socket，然后連接服務(wù)器(connect)，如果連接成功，這時(shí)客戶端與服務(wù)器端的連接就建立了?？蛻舳税l(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，服務(wù)器端接收請(qǐng)求并處理請(qǐng)求，然后把回應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端，客戶端讀取數(shù)據(jù)，最后關(guān)閉連接，一次交互結(jié)束

服務(wù)端套接字函數(shù)

s.bind()   綁定(主機(jī),端口號(hào))到套接字
s.listen()  開始TCP監(jiān)聽
s.accept()  被動(dòng)接受TCP客戶的連接,(阻塞式)等待連接的到來

客戶端套接字函數(shù)

s.connect()   主動(dòng)初始化TCP服務(wù)器連接
s.connect_ex()  connect()函數(shù)的擴(kuò)展版本,出錯(cuò)時(shí)返回出錯(cuò)碼,而不是拋出異常

公共用途的套接字函數(shù)

s.recv()       接收TCP數(shù)據(jù)
s.send()       發(fā)送TCP數(shù)據(jù)(send在待發(fā)送數(shù)據(jù)量大于己端緩存區(qū)剩余空間時(shí),數(shù)據(jù)丟失,不會(huì)發(fā)完)
s.sendall()     發(fā)送完整的TCP數(shù)據(jù)(本質(zhì)就是循環(huán)調(diào)用send,sendall在待發(fā)送數(shù)據(jù)量大于己端緩存區(qū)剩余空間時(shí),數(shù)據(jù)不丟失,循環(huán)調(diào)用send直到發(fā)完)
s.recvfrom()     接收UDP數(shù)據(jù)
s.sendto()      發(fā)送UDP數(shù)據(jù)
s.getpeername()   連接到當(dāng)前套接字的遠(yuǎn)端的地址
s.getsockname()   當(dāng)前套接字的地址
s.getsockopt()    返回指定套接字的參數(shù)
s.setsockopt()    設(shè)置指定套接字的參數(shù)
s.close()      關(guān)閉套接字

面向鎖的套接字方法

s.setblocking()   設(shè)置套接字的阻塞與非阻塞模式
s.settimeout()    設(shè)置阻塞套接字操作的超時(shí)時(shí)間
s.gettimeout()    得到阻塞套接字操作的超時(shí)時(shí)間

面向文件的套接字的函數(shù)

s.fileno()      套接字的文件描述符
s.makefile()     創(chuàng)建一個(gè)與該套接字相關(guān)的文件

代碼示例：

服務(wù)端

from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8081))
phone.listen(5)

conn,addr=phone.accept()
while True:
   data=conn.recv(1024)
   print('server===>')
   print(data)
   conn.send(data.upper())
conn.close()
phone.close()

客戶端

from socket import *

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1',8081))

while True:
   msg=input('>>: ').strip()
   phone.send(msg.encode('utf-8'))
   print('client====>')
   data=phone.recv(1024)
   print(data)

注意：這時(shí)候當(dāng)客戶端輸入消息為空的話程序會(huì)卡住，那是因?yàn)闊o論是服務(wù)端還是客戶端都要到自己所在主機(jī)緩沖區(qū)去拿消息，因?yàn)檫@時(shí)發(fā)送為空，服務(wù)端根本就不會(huì)有任何反應(yīng)，所以客戶端的緩沖區(qū)也不會(huì)有任何內(nèi)容，所以這時(shí)它會(huì)一直徒勞的等待。。。

這時(shí)的解決辦法當(dāng)然要在客戶端想辦法，很簡單，我們不讓客戶端發(fā)送空消息即可，在send（）方法之前加判斷：

if not msg ：continue

你肯定以為這個(gè)時(shí)候就完事了，這時(shí)請(qǐng)嘗試斷開客戶端鏈接試試。。。試想，既然作為服務(wù)端，顧名思義就是要持續(xù)不斷的為不同的客戶端持續(xù)的提供服務(wù)，怎么能一個(gè)客戶端用完即結(jié)束呢？解決方案如下：

while True: #鏈接循環(huán)
   conn,addr=phone.accept() 

   print('電話線路是',conn)
   print('客戶端的手機(jī)號(hào)是',addr)

   while True: #通信循環(huán)
     try: 
       data=conn.recv(1024)
       if not data:break 
       print('客戶端發(fā)來的消息是',data)

       conn.send(data.upper())
     except Exception:
       break

   conn.close()

phone.close()

注意：可能會(huì)有人遇到重啟服務(wù)端時(shí)Address already in use 的情況，這個(gè)是由于你的服務(wù)端仍然存在四次揮手的timewait狀態(tài)在占用地址（如果不懂，請(qǐng)深入研究1.tcp三次握手，四次揮手 2.syn洪水*** 3.服務(wù)器高并發(fā)情況下會(huì)有大量的timewait狀態(tài)的優(yōu)化方法）

解決方法：

#加入一條socket配置，重用ip和端口

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加
phone.bind(('127.0.0.1',8080))

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文章標(biāo)題：Socket網(wǎng)絡(luò)編程初探-創(chuàng)新互聯(lián)
網(wǎng)頁網(wǎng)址：http://www.rwnh.cn/article40/dghheo.html

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