socket()模块和套接字对象的内建方法

一、socket()模块函数

要使用socket.socket()函数来创建套接字，其语法如下：

socket(socket_family,socket_type,protocol=0)

如上所述，scoket_family不是AF_UNIX就是AF_INET，scoket_type可以是SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM，protocol一般不填，默认值为0.

创建一个TCP/IP套接字，你要这样调用socket.socket()：

tcpsock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

同样的，创建一个UDP/IP的套接字，你要这样：

udpsock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

由于socket有太多属性，我们一般使用from import socket * 语句，将所有属性导入命名空间。

二、套接字对象内建方法

下面是一些套接字对象常用的方法。

**服务器端套接字函数**
函数	描述
s.bind()	绑定地址（主机名、端口号对）到套接字
s.listen()	开始TCP监听
s.accept()	被动接受TCP客户端连接，（阻塞式）等待连接的到来

**客户端套接字函数**
函数	描述
s.connect()	主动初始化TCP服务器连接
s.connect_ex()	connect()函数的扩展版本，出错时返回出错码，而不是抛出异常

**公共用途的套接字函数**
函数	描述
s.recv()	接受TCP数据
s.send()	发送TCP数据
s.sendall()	完整发送TCP数据
s.recvfrom()	接受UDP数据
s.sendto()	发送UDP数据
s.getpeername()	连接到当前套接字的远端地址（TCP连接）
s.getsockname()	当前套接字的地址
s.getsockopt()	返回指定套接字的参数
s.setsockopt()	设定指定套接字的参数
s.close()	关闭套接字

**面向模块的套接字函数**
函数	描述
s.settimeout()	设置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout()	得到阻塞套接字操作的超时时间
s.setblocking()	设置套接字的阻塞与非阻塞模式

**面向文件的套接字函数**
函数	描述
s.fileno()	套接字的文件描述符
s.makefile()	创建一个与该套接字关联的文件对象

提示：在运行网络应用程序时，最好在不同的电脑上执行服务器和客户端的程序。

三、创建TCP服务器和TCP客户端

根据上面的介绍，现在我们应该能创建一个完整的通信模型了。下面是理论上的伪代码：

1.套接字理论模型

先来创建一个TCP服务器

#创建一个TCP服务器
　　ss = socket()    #创建服务器套接字
　　ss.bind()           #把地址绑定到套接字上
　　ss.listen()         #监听连接
　　inf_loop:           #服务器无线循环
    　　cone,addr = ss.accept()    #接收客户端连接
　　comm_loop:      #通信循环
    　　cone.recv()/cs.send()    #对话（接受与发送）
　　cone.close()      #关闭客户端套接字
ss.close()          #关闭服务器套接字（可选）

所有的套接字都用socket.socket()函数来创建。服务器需要“坐在某个端口上”等待请求。所以它们必须要绑定到一个本地的地址上。

由于TCP是一个面向连接的通信系统，在TCP服务器可以开始工作之前，要先完成一些设置。

TCP服务器必须监听（进来的）连接，设置完成之后，服务器就可以进入无线循环了。

一个简单的（单线程的）服务器会调用accept()函数等待连接的到来，

默认情况下，accept()函数是阻塞式的，即程序在连接到来之前会处于挂起状态。套接字也支持非阻塞模式。

一旦接收到一个连接，accept·()函数就会返回一个单独的客户端套接字用于后续的通信。

使用新的客户端套接字就像把客户的电话转给一个客户服务人员。当一个客户打电话进来的时候，总机接了电话，然后把电话转到合适的人那里来处理客户的需求。

这样就可以空出主机，也就是最初的那个服务器套接字。

当客户端连接关闭后，服务器继续等待下一个客户端的连接。代码的最后一行会把服务器套接字关闭，由于是无限循环也许用不到。

再来创建一个TCP客户端

#创建一个TCP客户端
ss = socket()   #创建一个客户端套接字
ss.connect()    #尝试连接服务器
comm_loop:     #通信循环
    cs.send()/cs.recv()    #对话（接受或发送）
cs.close()         #关闭客户端套接字

在客户端有了套接字之后，马上就可以调用connect()函数去连接服务器。连接建立之后，就可以与服务器开始对话了，对话结束后，客户端就可以关闭套接字，结束连接

2.建立一个单一的连接

#服务器端
from socket import *
cs = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
cs.bind(('127.0.0.1',8888))
cs.listen(5)

print("Wait for......")
anne,addr = cs.accept()
print(anne)
print(addr)
anne.close()

#客户端
from socket import *cl = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
cl.connect(("127.0.0.1",8888))
cl.send("Hello,world".encode("utf-8"))
cl.close()

先启动服务器：

Wait for......   #accept处于等待状态

然后执行客户端，看服务器端的变化：

<socket.socket fd=384, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8888), raddr=('127.0.0.1', 54883)>
('127.0.0.1', 54883)  #客户端IP地址和端口号

上面的的代码有点单一，有多个客户端同时访问该如何？这就该用到后面的多线程，稍后会讲，这里有另外的折中代码，可以一直访问，虽然一次只能访问一个。

#服务器端
from socket import *
cs = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
cs.bind(("127.0.0.1",8888))
cs.listen(5)
print("Have Listen")

while True:
    cone,addr = cs.accept()
while True:
        data = cone.recv(1024)
if len(data) == 0:break   #如果收到TCP消息，则关闭客户端套接字
print(data.decode("utf-8"))
        cone.send(data.upper())
    cone.close()
cs.close()

#客户端
from socket import *
cs = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
cs.connect(("127.0.0.1",8888))
while True:
    ssg = input(">>>").strip()
if not ssg:continue   #避免空格造成的停顿
    cs.send(ssg.encode("utf-8"))  #发
    data = cs.recv(1024)
print(data.decode("utf-8"))  #收
cs .close()

下面是在linux下的版本测试：

#服务端
#!/usr/bin/env python
#coding:utf-8

from socket import *
import time

HOST = '192.168.43.131'
PORT = 8808
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST,PORT)

tcpser = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcpser.bind(ADDR)
tcpser.listen(5)

while True:
print "等待连接......"
    anne,addr = tcpser.accept()
print "...连接:",addr
while True:
        data = anne.recv(BUFSIZ)
if not data:
break
        anne.send('[%s] %s' % (time.strftime('%c'),data))
        anne.close()
tcpser.close()

#客户端
#!/usr/bin/env python

from socket import *

HOST = '192.168.43.131'
PORT = 8088
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST,PORT)

tcpcli = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
tcpcli.connect(ADDR)

while True:
    data = input(">>>")
if not data:
continue
    tcpcli.send(data.encode("utf-8"))
    data = tcpcli.recv(BUFSIZ)
if not data:
break
print(data.decode("utf-8"))
tcpcli.close()

四、创建UDP服务器和UDP客户端

由于UDP服务器不是面向连接的，所以不用像TCP服务器那样做那么多设置工作。

创建一个UDP服务器

#创建UDP服务器
ss = socket()  #创建一个服务器套接字
ss.bind()       #绑定服务器套接字
inf_loop:       #服务器无限循环
    cs = ss.recvfrom()/ss.sendto()   #对话（接收与发送）
ss.close()      #关闭服务器套接字

从伪代码中可以看出，使用的还是那套先创建套接字然后绑定到本地地址（主机/端口）的方法，无限循环中包含了从客户接受消息。

创建一个TCP服务器

#创建一个UDP服务器
cs = socket()     #创建客户端套接字
comm_loop:      #通讯循环
    cs.sendto()/cs.recvfrom()   #对话（发送/接收）
cs.close()   #关闭客户端套接字

创建一个真实的案例：

#创建一个服务器
from socket import *

HOST = "127.0.0.1"
PORT = 8989
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST,PORT)

udpser = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udpser.bind(ADDR)

while True:
print("等待请求......")
    conn,addr = udpser.recvfrom(BUFSIZ)  #接收到的消息无需转交
    udpser.sendto( conn.upper(),addr)   #需要的话返回一个结果就可以了
print("...来自",addr)

udpser.close()

UDP和TCP服务器的另一个重要的区别是，由于数据报套接字是无连接的，所以无法把客户端连接交给另外的套接字进行后续的通讯。

这些服务器只是接收消息，需要的话，给客户端返回一个结果就可以了。

#创建一个客户端服务器
from socket import *

HOST = "127.0.0.1"
PORT = 8989
BUFSIZ = 1024
ADDR = (HOST,PORT)

udpcli = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while True:
    data = input(">>>")
if not data:
break
    udpcli.sendto(data.encode("utf-8"),ADDR)
    data,ADDR = udpcli.recvfrom(BUFSIZ)
if not data:
continue
print(data.decode("utf-8"))

udpcli.close()

UDP客户端的循环基本上与TCP客户端的完全一样。唯一的区别就是，我们不用先去跟UDP服务器建立连接，而是直接把消息发送出去，然后等待服务器的回复。

还可以，创建多个客户端，UDP不同于TCP需要建立连接。

#服务端
from socket import *
server = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
server.bind(('127.0.0.1',9100))
while True:
    conn,addr = server.recvfrom(1024)
print("访问来自%s,端口号是：%s" % (addr[0],addr[1]))
    server.sendto(conn.upper(),addr)   #返回消息的时候，必须指定端口号和ip

#客户端1
from socket import *
client = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:
    data = input(">>>")   #发送空格也行，不会报错，一次发送，也不会占用资源
    client.sendto(data.encode("utf-8"),('127.0.0.1',9100))
    conn,addr = client.recvfrom(1024)
print(conn.decode('utf-8'))

#客户端2
from socket import *
client = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:
    data = input(">>>")
    client.sendto(data.encode("utf-8"),('127.0.0.1',9100))
    conn,addr = client.recvfrom(1024)
print(conn.decode('utf-8'))

执行结果：

访问来自127.0.0.1,端口号是：60715
访问来自127.0.0.1,端口号是：60716

小结：

总的来说，UDP和TCP服务的流程相同，有两点：UDP无需提前连接直接发送消息，UDP服务器无法把客户端的连接转交出去。

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socket()模块和套接字对象的内建方法

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