socket編程初識

1、socket
1、socket層



2、socket的理解
寫python代碼的時候socket就像是一個模塊，經過import導入，經過調用模塊中的方法創建兩個進程之間的鏈接和通訊。
Socket是應用層與傳輸層通訊的中間軟件抽象層，它是一組接口。它是爲了幫咱們簡化兩個進程之間通訊的步驟，
使用Socket不須要咱們很瞭解網絡層、數據鏈路層等底層的工做原理，Socket已經幫咱們把那些複雜的通訊過程封裝好了，
咱們直接去使用就好了

3、套接字（socket）的發展史
套接字起源於 20 世紀 70 年代加利福尼亞大學伯克利分校版本的 Unix,即人們所說的 BSD Unix。 所以,有時人們也把套接字稱爲「伯克利套接字」或「BSD 套接字」。
一開始,套接字被設計用在同 一臺主機上多個應用程序之間的通信。這也被稱進程間通信,或 IPC。
套接字有兩種（或者稱爲有兩個種族）,分別是基於文件型的和基於網絡型的。 

基於文件類型的套接字家族
套接字家族的名字：AF_UNIX
unix一切皆文件，基於文件的套接字調用的就是底層的文件系統來取數據，兩個套接字進程運行在同一機器，能夠經過訪問同一個文件系統間接完成通訊


基於網絡類型的套接字家族
套接字家族的名字：AF_INET
(還有AF_INET6被用於ipv6，還有一些其餘的地址家族，不過，他們要麼是隻用於某個平臺，要麼就是已經被廢棄，或者是不多被使用，或者是根本沒有實現，
全部地址家族中，AF_INET是使用最普遍的一個，python支持不少種地址家族，可是因爲咱們只關心網絡編程，因此大部分時候我麼只使用AF_INET)



四、基於tcp/udp的socket
TCP:可靠的、面向鏈接的協議、傳輸效率低全雙工通訊（發送緩存&接收緩存）、面向字節流。使用TCP的應用：Web瀏覽器；電子郵件、文件傳輸程序。

UDP:不可靠的、無鏈接的服務，傳輸效率高，一對1、一對多、多對1、多對多、面向報文，盡最大努力服務，無擁塞控制。使用UDP的應用：域名系統 (DNS)；視頻流；IP語音(VoIP)。

5、小例子
5-1、tcp協議的socket
對於TCP協議的socket server來講
不能同時接受多個client端的鏈接


# 服務端
import socket  # 導入socket
tcp_sk = socket.socket()  # 實例化一個服務器對象
tcp_sk.bind(('127.0.0.1',8080))  # 服務器綁定一個IP地址和端口
tcp_sk.listen()  # 監聽鏈接

# conn能夠理解爲在服務端中與客戶端進行交互的操做符(對象)
# addr是客戶端的IP地址和端口
conn,addr = tcp_sk.accept()  # 接受客戶端連接，此時若是沒有客戶端鏈接過來，服務器會在此等候，不會向下走(阻塞)

while True:
    se_msg = input('>>>:')
    conn.send(se_msg.encode('utf-8')) # send發送的內容必須是bytes類型
    re_msg = conn.recv(1024)  # recv接收客戶端發送過來的內容，1024是接收的字節長度
    print(re_msg.decode('utf-8'))
conn.close() # 關閉與客戶端的鏈接

tcp_sk.close()  # 關閉服務器
# 注意：通常狀況下服務器是不會關閉的，會一直爲用戶提供服務。


# 客戶端
import socket
sk = socket.socket()  # 實例化一個客戶端對象
sk.connect(('127.0.0.1',8080))  # 鏈接服務端的IP和端口
while True:
    re_msg = sk.recv(1024)   
    print(re_msg.decode('utf-8'))
    se_msg = input('>>>:')
    sk.send(se_msg.encode('utf-8'))
sk.close() # 關閉客戶端
 注意：服務器和客戶端的send,recv是一一對應的，也就是說，服務器send一次，客戶端就須要recv一次， 客戶端send一次，服務端也要recv一次。 客戶端只須要鏈接上服務器就能夠了，客戶端的IP就是本身的IP，可是端口是由操做系統隨機分配的。 tcp是基於連接的，必須先啓動服務端，而後再啓動客戶端去連接服務端 

還有的時候會遇到這種錯誤狀況：

錯誤的意思是說你這個端口被佔用了，引起的緣由多是由於，你運行服務端後直接按pycharm的強制退出鍵，致使操做系統並無
第一時間知道你已經結束了這個程序，若是不急用這個端口的話，你能夠等上幾分鐘，操做系統會反應過來你已經不須要這個程序了，
會自動幫你釋放這個端口，或者你能夠改一個端口使用，若是你很任性，你就要馬上立刻使用這個端口，那麼能夠這樣：
在bind以前加入一條socket配置，重用ip和端口
tcp_sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)  # 就是這個東西
tcp_sk.bind(('127.0.0.1',8080))  




可退出的：
服務端：
import socket
sk = socket.socket()
sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
sk.bind(('127.0.0.1',8085))
sk.listen()

while True:
    conn,addr = sk.accept()
    while True:
        se_msg = input('>>>:')
        conn.send(se_msg.encode('utf-8'))
        if se_msg == 'q':
            break
        re_msg = conn.recv(1024)
        if re_msg == b'q':
            break
        print(re_msg.decode('utf-8'))
    conn.close()
sk.close




客戶端：
import socket
sk = socket.socket()
sk.connect(('127.0.0.1',8085))
while True:
    re_msg = sk.recv(1024)
    if re_msg == b'q':
        break
    print(re_msg.decode('utf-8'))
    se_msg = input('>>>:')
    sk.send(se_msg.encode('utf-8'))
    if se_msg == 'q':
        break
sk.close()




5-2、udp的socket

server端
import socket

sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) # 設置type使其成爲udp類型的socket
sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
sk.bind(('127.0.0.1',8005)) # 綁定IP和端口

msg,addr = sk.recvfrom(1024)  # 接收信息和對方IP

print(msg.decode('utf-8'))
print(addr)

sk.sendto('你好'.encode('utf-8'),addr)  # 發送信息給對方

sk.close()



client端：
import socket
sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
sk.sendto('hello'.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8005))
msg,addr = sk.recvfrom(1024)
print(msg.decode('utf-8'))
print(addr)
sk.close()



注意：udp支持多個客戶端同時與服務端交互， 可是開始發送消息的一方確定是客戶端，由於客戶端不傳送消息給服務端，服務端是 不知道客戶端的IP的，是沒法通訊的，因此要通訊，只能客戶端先發起請求。




循環模式：
服務端：
import socket
sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM) # 設置type使其成爲udp類型的socket
sk.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
sk.bind(('127.0.0.1',8005)) # 綁定IP和端口

while True:
    msg,addr = sk.recvfrom(1024)  # 接收信息和對方IP
    print(addr,msg.decode('utf-8'))
    msg_send = input('>>>:')
    sk.sendto(msg_send.encode('utf-8'),addr)  # 發送信息給對方

sk.close()


客戶端：
import socket
sk = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
while True:
    msg_send = input('>>>:')
    sk.sendto(msg_send.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8005))
    msg,addr = sk.recvfrom(1024)
    print(addr,msg.decode('utf-8'))
sk.close()



六、socket參數詳解

family	地址系列應爲AF_INET(默認值),AF_INET6,AF_UNIX,AF_CAN或AF_RDS。 （AF_UNIX 域其實是使用本地 socket 文件來通訊）
type	套接字類型應爲SOCK_STREAM(默認值),SOCK_DGRAM,SOCK_RAW或其餘SOCK_常量之一。 SOCK_STREAM 是基於TCP的，有保障的（即能保證數據正確傳送到對方）面向鏈接的SOCKET，多用於資料傳送。  SOCK_DGRAM 是基於UDP的，無保障的面向消息的socket，多用於在網絡上發廣播信息。
proto	協議號一般爲零,能夠省略,或者在地址族爲AF_CAN的狀況下,協議應爲CAN_RAW或CAN_BCM之一。
fileno	若是指定了fileno,則其餘參數將被忽略,致使帶有指定文件描述符的套接字返回。 與socket.fromfd()不一樣,fileno將返回相同的套接字,而不是重複的。 這可能有助於使用socket.close()關閉一個獨立的插座。

2、軟件開發的架構
一、C/S架構：server client
Client與Server就是客戶端與服務器端的意思，這裏的客戶端一般指的是咱們的應用程序


二、B/S架構
Browser與Server就是瀏覽器端與服務器端架構，Browser指的是瀏覽器，其實也是一種Client客戶端，只是這個客戶端不須要你們去安裝什麼應用程序，
只需在瀏覽器上經過HTTP請求服務器端相關的資源（網頁資源），客戶端Browser瀏覽器就能進行增刪改查。


三、b/s的趨勢
隨着咱們要安裝的應用程序愈來愈多，咱們就會感受很麻煩，若是能像瀏覽器同樣，只打開瀏覽器就能夠訪問各類資源，那麼久方便不少了，
因此手機端也是向着b/s方向發展的(微信小程序就是一個很好的例子，只要打開微信，在微信搜索須要的應用便可，不須要額外打開其餘程序)

pc端
    瀏覽器
        統一了程序的入口
手機端
    微信小程序
        統一了程序的入口