4 Socket代码实例

基本Socket例子

做了这么久的铺垫,是时候该与远方的她say hi啦

Server

# Echo server program
import socket

HOST = ''                 # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 50007              # Arbitrary non-privileged port

sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.bind((HOST, PORT))

sock_server.listen(1) #开始监听,1代表在允许有一个连接排队,更多的新连接连进来时就会被拒绝
conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象

with conn:
    print('Connected by', addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
        if not data: break #收不到数据,就break
        conn.sendall(data) #把收到的数据再全部返回给客户端

Client

# Echo client program
import socket

HOST = 'localhost'    # The remote host
PORT = 50007              # The same port as used by the server

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect((HOST, PORT))
client.sendall(b'Hello, world')

data = client.recv(1024)

print('Received',data)

先启动server端,再启动client端,看结果

socket v1

此时一定要停下来,让学生自己写一遍!

循环收发数据

第一次接触就这么交待了,只说了一句话,感觉不够过瘾,如何实现更多的交互呢?简单,只需要让客户端不断的发,服务端不断的收就可以了,写个循环搞定

server

# Echo server program
import socket

HOST = ''                 # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 50007              # Arbitrary non-privileged port

sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.bind((HOST, PORT))

sock_server.listen(1) #开始监听,1代表在允许有一个连接排队,更多的新连接连进来时就会被拒绝
conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象

with conn:
    print('Connected by', addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
        print("server recv:",conn.getpeername(), data.decode())
        if not data: break #收不到数据,就break
        conn.sendall(data) #把收到的数据再全部返回给客户端

client

# Echo client program
import socket

HOST = 'localhost'    # The remote host
PORT = 50007              # The same port as used by the server

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect((HOST, PORT))

while True: 

    msg = input(">>>:").strip()
    if len(msg) == 0:continue

    client.sendall(msg.encode()) #发送用户输入的数据,必须是bytes模式

    data = client.recv(1024)

    print('Received',data.decode()) #收到服务器的响应后,decode一下

结果

4 Socket代码实例_第1张图片

此时一定要停下来,让学生自己写一遍!

简单聊天软件

为什么上面的那个例子里,我跟杠娘说什么,她就回复什么,这哪叫聊天呀,这种事需要双方尽全力配合才行呀,那就让服务端也能说话

Server

import socket

HOST = ''                 # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 50007              # Arbitrary non-privileged port

sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.bind((HOST, PORT))

sock_server.listen(1) #开始监听,1代表在允许有一个连接排队,更多的新连接连进来时就会被拒绝
conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象

with conn:
    print('Connected by', addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
        print("recv from Alex:",conn.getpeername(), data.decode())
        if not data: break #收不到数据,就break

        response = input(">>>").strip()
        conn.send(response.encode())
        print("send to alex:",response)

client不需要做更改,直接 看结果

4 Socket代码实例_第2张图片

冷静的海峰玩了一会这个程序说,Alex你这个有bug,双方只能一来一往的说话,如果你想连续发2句话是不行的,就卡住了。

对,海峰你说的没错,之所以连续发第2次时会卡住 ,是因为你发了一条消息后,就去调用recv方法接收服务器的响应了,在服务器端返回消息之前,这个recv(1024)方法是阻塞的,如果想允许此时还能再发消息给服务器端,就需要再单独启动一个线程,只负责发消息。当然这就得等我们掌握了线程知识再学啦,此处不多赘述。

此处补充下listen(1)的演示,就是启动多个客户端连接同一个服务端,发现服务端只能同时处理一个请求

聊天软件升级版

刚才在聊天的时候,你会发现,服务端(杠娘)在服务客户端(Alex)的时候,其它人如果也想跟杠娘连接是处于排队状态,然后等Alex完事并断开后,下一个人就跟上,但实际情况是客户端一断开,服务端也跟着断了。

为什么会断呢?因为服务端以下代码的意思是, 如果收不到数据,就跳出循环,就断开了呀

conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象

with conn:
    print('Connected by', addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
        print("recv from Alex:",conn.getpeername(), data.decode())

        if not data: break #收不到数据,就break , 就是它干的

        response = input(">>>").strip()
        conn.send(response.encode())
        print("send to alex:",response)

想实现一个客户端断开后,可以立刻接入另外一个客户端的话,怎么办呢?只需再在外层加个循环

while True: #最外层loop 

    conn, addr = sock_server.accept() #阻塞直到有连接为止,有了一个新连接进来后,就会为这个请求生成一个连接对象
    #为何把上面这句话也包含在循环里?
    print("来了个新客人",conn.getpeername() )

    with conn:
        print('Connected by', addr)
        while True:
            data = conn.recv(1024) #接收1024个字节
            print("recv from :",conn.getpeername(), data.decode())
            if not data: break #收不到数据,就break
            conn.send(data.upper())
            print("send to alex:",data)

break跳出后就回到大while那层

4 Socket代码实例_第3张图片

此时一定要停下来,让学生自己写一遍!

问题:

有的同学在重启服务端时可能会遇到

socket v5

这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址(如果不懂,请深入研究1.tcp三次握手,四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法)

解决方法1:

sock_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock_server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) #一行代码搞定,写在bind之前
sock_server.bind((HOST, PORT))

解决方法2:

发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整linux内核参数解决,
vi /etc/sysctl.conf

编辑文件,加入以下内容:
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。

net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间

此方法全栈班的学生可直接忽略

UDP实例

udp 不需要经过3次握手和4次挥手,不需要提前建立连接,直接发数据就行。

server端

import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #udp类型

udp_server_client.bind(ip_port)

while True:
    msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
    print("recv ",msg,addr)

    udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

client端

import socket
ip_port = ('127.0.0.1',9000)
BUFSIZE = 1024
udp_server_client = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue
    udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    back_msg,addr = udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
    print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

TCP VS UDP

tcp基于链接通信

  • 基于链接,则需要listen(backlog),指定连接池的大小
  • 基于链接,必须先运行的服务端,然后客户端发起链接请求
  • 对于mac系统:如果一端断开了链接,那另外一端的链接也跟着完蛋recv将不会阻塞,收到的是空(解决方法是:服务端在收消息后加上if判断,空消息就break掉通信循环)
  • 对于windows/linux系统:如果一端断开了链接,那另外一端的链接也跟着完蛋recv将不会阻塞,收到的是空(解决方法是:服务端通信循环内加异常处理,捕捉到异常后就break掉通讯循环)

udp无链接

  • 无链接,因而无需listen(backlog),更加没有什么连接池之说了
  • 无链接,udp的sendinto不用管是否有一个正在运行的服务端,可以己端一个劲的发消息,只不过数据丢失
  • recvfrom收的数据小于sendinto发送的数据时,在mac和linux系统上数据直接丢失,在windows系统上发送的比接收的大直接报错
  • 只有sendinto发送数据没有recvfrom收数据,数据丢失

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