Python Socket Programming

本文介绍使用Python进行Socket网络编程，假设读者已经具备了基本的网络编程知识和Python的基本语法知识，本文中的代码如果没有说明则都是运行在Python 3.4下。

Python的socket功能封装在socket库中，要使用socket，记得先import socket，socket库的详细介绍参见官方文档。

创建Socket

首先创建一个socket，使用socket库中得socket函数创建。

import socket

# create an INET, STREAM socket

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

例子中创建了一个TCP socket，socket.socket函数的前两个参数的默认值是socket.AF_INET和socket.SOCK_STREAM，创建TCP socket时可以直接写成socket.socket()。

连接服务器

使用socket的connect函数连接到服务器，以下几种参数都是合法的。

s.connect(('localhost', 8000))

s.connect(('127.0.0.1', 8000))

s.connect(('www.baidu.com', 80))

发送数据

发送数据有两个方法send和sendall，send不能保证所有的数据都发送完了，它会返回已发送数据的长度，程序要循环发送数据直到所有数据都已发送完毕。

def mysend(s, msg):

    total_len = len(msg)

    total_sent = 0

    while total_sent < total_len:

        sent = s.send(msg[total_sent:])

        if sent == 0:

            raise RuntimeError("socket connection broken")

        total_sent += sent

sendall能够保证所有的数据都已发送完毕，除非发送过程中出现了错误，它实际上也是循环发送数据直到所有数据发送完成。

这里还要讲一个需要特别注意的地方，从一个例子开始吧：

import socket

s = socket.socket()

s.connect(('www.baidu.com', 80))

s.sendall('test')

都是上面讲过的东西，没什么特别的，分别在Python 2和Python 3中执行以上的代码，结果是：

# Python 2.7

>>> import socket

>>> s = socket.socket()

>>> s.connect(('www.baidu.com', 80))

>>> s.sendall('test')

Python 2中执行成功。

# Python 3.4

>>> import socket

>>> s = socket.socket()

>>> s.connect(('www.baidu.com', 80))

>>> s.sendall('test')

Traceback (most recent call last):

  File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: 'str' does not support the buffer interface

Python 3中却发生了异常。

同样的代码换个环境却不能执行了，我没有写错呀，怒砸电脑。好吧，你确实没写错，是环境变了，导致这个结果的变化请移步官方的说明。

接收数据

使用recv函数接收数据：

data = s.recv(4096)

在Python 3中返回的是bytes对象，在Python 2中返回的是string。注意函数返回的数据长度是小于或者等于参数指定的长度的，要接收到指定长度的数据，需要循环接收数据。

def myreceive(s, msglen):

    chunks = []

    bytes_recd = 0

    while bytes_recd < msglen:

        chunk = s.recv(min(msglen - bytes_recd, 2048))

        if chunk == b'':

            raise RuntimeError("socket connection broken")

        chunks.append(chunk)

        bytes_recd = bytes_recd + len(chunk)

    return b''.join(chunks)

关闭连接

当连接不再需要时可以使用close关闭socket连接，关闭后的连接不能再进行任何操作。当一个socket被回收时会自动关闭，但是不要依赖这种机制，不需要socket时就主动的close。

服务端

服务端程序执行的步骤：

创建服务端socket
将服务端socket绑定到指定的地址和端口
监听连接
接受客户端连接
处理客户端的数据
关闭客户端连接

一个简单的echo server示例：

import socket

HOST = ''

PORT = 10022

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

s.bind((HOST, PORT))

s.listen(10)

conn, addr = s.accept()

while True:

    data = conn.recv(1024)

    if not data:

        break

    conn.sendall(data)

conn.close()

客户端程序：

import socket

HOST = 'localhost'

PORT = 10022

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

s.connect((HOST, PORT))

s.sendall(b'hello socket')

data = s.recv(1024)

print('Received', repr(data))

s.close()

错误处理

socket处理过程中发生错误会抛出异常，socket相关的异常有：

import socket

HOST = None

PORT = 10022

try:

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

    s.bind((HOST, PORT))

    s.listen(10)

except: socket.error as msg:

    print(msg)

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