Python進階開發之網絡編程

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本文目錄

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• 什麼是socket？

• 建立socket客戶端

• 建立socket服務端

• socket工做流程圖解

• socket公共函數彙總

• 實戰：搭建在線聊天機器人

. 什麼是socket？

說到網絡編程，不免要提到socket？

那什麼是socket呢，中文名叫"套接字"，更難理解了吧。

通俗來說，socket表示一個網絡鏈接，經過這個鏈接，使得主機間或者一臺計算機上的進程間能夠通信。

無論是不一樣主機，仍是同一主機。既然是通訊，一定有一個發送方，一個接收方。對應一個客戶端，和一個服務端。

. 建立socket客戶端

• 建立socket，創建鏈接

1import socket
2
3# 指定IPv4協議（AF_INET），IPv6協議請使用AF_INET6
4# 指定使用TCP協議（SOCK_STREAM），UDP協議請使用SOCK_DGRAM
5sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
6
7# 參數是一個tuple，tuple裏指定服務器地址（域名或ip）和端口號
8sock.connect(('www.sina.com.cn', 80))

• 發送數據

1# 注意這裏str格式要遵循HTTP協議標準。
2# 注意結尾必定要用 \r\n\r\n
3sock.send("GET / HTTP/1.1\r\nHost: www.sina.com.cn\r\n\r\n".encode("utf-8"))

• 接收數據

 1buffer = []
 2while True:
 3    # 每次最多接收1k字節
 4    d = sock.recv(1024)
 5    if d:
 6        # Python3接收到爲bytes類型，要轉爲str
 7        buffer.append(str(d))
 8    else:
 9        break
10data = ''.join(buffer)

. 建立socket服務端

• 建立socket

1import socket
2
3sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

• 綁定ip和port

1# 注意以元組格式傳入，能夠是某網卡的公網ip，或0.0.0.0，或127.0.0.1
2sock.bind(('127.0.0.1', 9999))

• 監聽端口

1# 指定等待鏈接的最大數量
2sock.listen(5)

• 接收數據

1while True:
2    # 接受一個新鏈接，阻塞的，只有接收到新鏈接纔會往下走
3    sock, addr = s.accept()
4    # 每一次鏈接，都要建立新線程，不然一次只能處理一個鏈接
5    t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
6    t.start()

• 鏈接處理函數

1def tcplink(sock, addr):
2    while True:
3        data = sock.recv(1024)
4        if data == 'exit' or not data:
5            break
6        sock.send('Hello, %s!' % data)
7    sock.close()

. socket工做流程圖解

. socket公共函數彙總

• 發送數據

1# 發送TCP數據，返回值：發送的字節當量
2sk.send("data string")
3
4# 完整發送TCP數據，頻繁調用send方法，確保數據發送完成
5sk.sendall("data string")
6
7# 發送UDP數據
8sk.sendto("data string",address)

• 接收數據

1# 接收TCP數據，一次最大隻接收1k數據
2sk.recv(1024)
3
4# 接收UDP數據，一次只接收1k數據，返回值：數據和發送方ip
5(data,address) = sk.recvfrom(1024)

• 獲取socket信息

1# 獲取遠程socket的addr,port
2(addr, port) = sk.getpeername()
3
4# 獲取本地socket的addr,port
5(addr, port) = sk.getsockname()

• 獲取其餘信息

 1import socket
 2
 3# 獲取當前主機名
 4HostName = socket.gethostname()
 5
 6# 獲取當前主機的ip
 7HOST = socket.gethostbyname(HostName)
 8
 9# 獲取當前socket鏈接的文件描述符
10file_no = sk.fileno()

• 設置socket

 1# 設置鏈接的超時時間
 2sk.settimeout(timeout)
 3sk.gettimeout()
 4
 5# 設置爲非阻塞模式，默認是0（阻塞）
 6# 非阻塞下，accept和recv時一旦無數據，則報錯：socket.Error
 7sk.setblocking(1)
 8
 9# 設置socket內部參數，
10# 具體有哪些參數，能夠查看socket類的python源碼
11sk.setsockopt(level,optname,value)
12sk.getsockopt(level,optname)

. 實戰：搭建在線聊天機器人

經過上面的學習，咱們知道，同主機下或不一樣主機下的兩個進程要進行通訊（TCP/UDP，無論是消息傳輸仍是文件傳輸），一定要藉助socket這個橋樑。

那接下來，咱們就一塊兒來完成這個實戰項目：在線聊天機器人。

思路：首先，客戶端和服務端創建socket鏈接，而後客戶端向服務端發送消息，服務端接收消息，並調用 圖靈機器人API接口，獲取回覆返回給客戶端。

在這裏，咱們須要先去圖靈機器人(http://www.tuling123.com)申請賬號，並建立機器人應用，獲取受權碼。

一切準備就緒，就能夠寫咱們的代碼了。

• 客戶端

 1import socket
 2import time
 3
 4class ChatClient:
 5    def __init__(self, username, port):
 6        self.username = username
 7        self.socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
 8        self.socket.connect(("127.0.0.1", port))
 9
10    def send_msg(self, msg):
11        self.socket.send("{username}::{msg}".format(username=self.username,msg=msg).encode("utf-8"))
12
13    def recv_msg(self):
14        data=self.socket.recv(1024)
15        if data:
16            print("\n【機器人小圖】"+" "+time.strftime('%Y-%m-%d:%H:%M:%S',time.localtime(time.time())))
17            print(data.decode("utf-8"))
18            return True
19        return False
20
21    def main(self):
22        data = self.socket.recv(1024)
23        print(data.decode("utf-8"))
24        msg = input("請輸入消息：")
25        self.send_msg(msg)
26        while True:
27            if self.recv_msg():
28                msg=input("\n我：")
29                self.send_msg(msg)
30                if msg == "exit":
31                    print("聊天室已關閉")
32                    break
33
34if __name__ == '__main__':
35    cc = ChatClient(username="小明", port=9999)
36    cc.main()

• 服務端

 1import socket
 2import time
 3import threading
 4import requests
 5import json
 6
 7
 8class ChatServer:
 9    def __init__(self, port):
10        # 綁定服務器的ip和端口，注意以tuple的形式
11        self.socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
12        self.socket.bind(("0.0.0.0", port))
13        self.socket.listen(5)
14        # 圖靈機器人，受權碼
15        self.key = "your tuling robot key"
16        print("正在監聽 127.0.0.1 ：{}...".format(port))
17
18    def tcplink(self, sock, addr):
19        # 每次鏈接，開始聊天前，先歡迎下。
20        sock.send("你好，歡迎來到機器人聊天器！".encode("utf-8"))
21        while True:
22            data = sock.recv(1024).decode("utf-8")
23            print(sock.getpeername())
24            print(sock.getsockname())
25            print(sock.fileno())
26            username = data.split("::")[0]
27            msg = data.split("::")[1]
28            if msg == "exit":
29                break
30            if msg:
31                print("【"+username+"】 "+time.strftime('%Y-%m-%d:%H:%M:%S',time.localtime(time.time())))
32                print(msg)
33                response = self.get_response(msg)
34                sock.send(response.encode("utf-8"))
35        sock.close()
36        print("與 {} 結束聊天！".format(username))
37
38    def get_response(self, info):
39        # 調用圖靈機器人API
40        url = 'http://www.tuling123.com/openapi/api?key=' + self.key + '&info=' + info
41        res = requests.get(url)
42        res.encoding = 'utf-8'
43        jd = json.loads(res.text)
44        return jd['text']
45
46    def main(self):
47        while True:
48            sock, addr = self.socket.accept()
49            t=threading.Thread(target=self.tcplink, args=(sock, addr))
50            t.start()
51
52if __name__ == '__main__':
53    cs = ChatServer(port=9999)
54    cs.main()

將服務端程序跑起來，而後運行客戶端，看下效果。

至此，咱們看到咱們機器人已經正常和咱們調侃。