赵走x博客 - 开发者的网上家园

7、socket编程

资源编号:76285 Python Python 查缺补漏热度：81

文章来自：https://www.cnblogs.com/zhangyingai/p/7097922.html

# 一、socket的定义

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

>补充：也有人将socket说成ip+port，ip是用来标识互联网中的一台主机的位置，而port是用来标识这台机器上的一个应用程序，ip地址是配置到网卡上的，而port是应用程序开启的，ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序，而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识

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# 二、套接字发展史及分类

套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种（或者称为有两个种族）,分别是基于文件型的和基于网络型的。

### 基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_UNIX

unix一切皆文件，基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据，两个套接字进程运行在同一机器，可以通过访问同一个文件系统间接完成通信

### 基于网络类型的套接字家族

套接字家族的名字：AF_INET

(还有AF_INET6被用于ipv6，还有一些其他的地址家族，不过，他们要么是只用于某个平台，要么就是已经被废弃，或者是很少被使用，或者是根本没有实现，所有地址家族中，AF_INET是使用最广泛的一个，python支持很多种地址家族，但是由于我们只关心网络编程，所以大部分时候我么只使用AF_INET)

# 三、套接字的工作流程

一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。

生活中的场景就解释了套接字的工作原理

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先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

# 四、socket函数使用
### socket函数用法
```
import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
#socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。

#获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

#获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

#由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
#例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
```

### 服务端套接字函数
```
s.bind()    #绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen()  #开始TCP监听
s.accept()  #被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来
 ```

### 客户端套接字函数
```
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

```
s.recv()            #接收TCP数据
s.send()            #发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall()         #发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
s.recvfrom()        #接收UDP数据
s.sendto()          #发送UDP数据
s.getpeername()     #连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname()     #当前套接字的地址
s.getsockopt()      #返回指定套接字的参数
s.setsockopt()      #设置指定套接字的参数
s.close()           #关闭套接字
```

### 面向锁的套接字方法
```
s.setblocking()     #设置套接字的阻塞与非阻塞模式
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
```

### 面向文件的套接字方法
```
s.fileno()          #套接字的文件描述符
s.makefile()        #创建一个与该套接字相关的文件
```

### 打电话的流程演示

服务端.py

```
import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #插电话卡

phone.listen(5) #开机，backlog

print('starting....')
conn,addr=phone.accept() #接电话
print(conn)
print('client addr',addr)
print('ready to read msg')
client_msg=conn.recv(1024) #收消息
print('client msg: %s' %client_msg)
conn.send(client_msg.upper()) #发消息

conn.close()
phone.close()
```

客户端.py

```
import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #拨通电话

phone.send('hello'.encode('utf-8')) #发消息

back_msg=phone.recv(1024)
print(back_msg)

phone.close()
```

服务端输出：
```
staring..
<socket.socket fd=5, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 9000), raddr=('127.0.0.1', 50418)>
client addr: ('127.0.0.1', 50418)
ready to read msg
client_msg: b'hello'
```

客户端输出：
```
b'HELLO'
 ```