[python]初探socket

1.什麼是socket？

Socket中文譯做：套接字，可是你們通常約定俗稱的都用：socket。我想在解釋socket是什麼以前，先說它是用來幹嗎的：socket是來創建‘通訊’的基礎，創建鏈接，傳輸數據————‘通訊端點’。

個人理解：每一個socket對象就是一個抽象的‘通訊對象’，而‘通訊對象’作的事情就是發送或者接受信息。就想生活中：每一個聯網的計算機就是一個socket對象，每一個打電話的人也是一個socket對象。

每一個編程語言幾乎都現成的socket類，爲何？你見過不能上網的計算機嗎～有了socket類，咱們只須要調用這個類就能愉快的進行網絡編程了，也就是接下來要說的：python中的socket編程。

2.python中的socket編程

正如上面說的同樣，socket是傳輸數據的，傳輸數據是如何傳送？要效率仍是要準確性？因此socket分爲兩種：面向鏈接和無鏈接。

1. 面向鏈接：使用的TCP協議，就是在傳輸數據以前，先創建可靠的鏈接，而後數據以字節流的形式傳輸。從而保證了數據的可靠、不重複、有序性。由於是字節流，因此沒有數據邊界，能夠把一份數據拆分紅多份，這樣有利於傳輸的效率。

2. 無鏈接：使用的UDP協議，傳輸數據以前不須要創建鏈接，數據以報文的形式傳輸。

總結： 二者的區別在於——是否創建鏈接；數據傳輸的形式（報文或者數據流）

TCP Socket

TCP Socket通訊流程圖：

下面就是使用python語言，編寫服務器端的例子：

# coding: utf-8
#  服務器端代碼
import socket

print '我是服務端！'
HOST = ''                 
PORT = 50007              
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 建立TCP socket對象
s.bind((HOST, PORT))  # 綁定地址
s.listen(1)  # 監聽TCP，1表明：操做系統能夠掛起(未處理請求時等待狀態)的最大鏈接數量。該值至少爲1
conn, addr = s.accept()  # 開始被動接受TCP客戶端的鏈接。
print '鏈接的地址', repr(addr)
while 1:
    data = conn.recv(1024)  # 接受TCP數據，1024表示緩衝區的大小
    if not data: break
    print '接收到:', repr(data)
    conn.sendall(data)  # 把從客戶端接收來的數據完整的，發送給客戶端
conn.close()

如今服務器端的TCP socket已經開始監聽：50007端口，等待客戶端的鏈接。接下來就是寫客戶端的socket，讓這兩個soket鏈接起來，產生通訊。

# coding: utf-8
import socket

print '我是客戶端！'
HOST = 'localhost'    # 服務器的ip
PORT = 50007              # 須要鏈接的服務器的端口
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
print "發送'hello world'"
s.sendall('Hello, world')  # 發送‘Hello，world’給服務器
data = s.recv(1024)
s.close()
print '接收到', repr(data)  # 打印從服務器接收回來的數據

讓他們跑起來：

1. python server.py，先運行服務器端的代碼
2. 再開一個終端，python client.py，運行客戶端的代碼
3. 結果以下：
   

UDP Socket

UDP是無鏈接，同時發送的是報文，因此和TCP Socket有一些不同的地方，參照下面socket的方法和屬性表，修改上面的代碼就能夠了。

1.Socket類型

套接字格式：
socket(family, type[,protocal])使用給定的地址族、套接字類型、協議編號（默認爲0）來建立套接字。

地址族

地址族	描述
socket.AF_UNIX	只可以用於單一的Unix系統進程間通訊(本地通訊)
socket.AF_INET	服務器之間網絡通訊
socket.AF_INET6	使用IPv6地址，進行通訊

套接字類型

套接字類型	描述
socket.SOCK_STREAM	流式socket，用於TCP
socket.SOCK_DGRAM	數據報式socket，用於UDP

實例

實例	描述
建立TCP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
建立UDP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

2.Socket函數

1. TCP發送數據時，已創建好TCP鏈接，因此不須要指定地址。UDP是面向無鏈接的，每次發送要指定是發給誰。
2. 服務端與客戶端不能直接發送列表，元組，字典。只能傳字符串(repr(data)或str(data))。

服務端socket函數

服務端socket函數	描述
s.bind(address)	將套接字綁定到地址, 在AF_INET下,以元組（host,port）的形式表示地址.
s.listen(backlog)	開始監聽TCP傳入鏈接。backlog指定在拒絕鏈接以前，操做系統能夠掛起的最大鏈接數量。該值至少爲1，大部分應用程序設爲5就能夠了。
s.accept()	接受TCP鏈接並返回（conn,address）,其中conn是新的套接字對象，能夠用來接收和發送數據。address是鏈接客戶端的地址。

客戶端socket函數

客戶端socket函數	描述
s.connect(address)	鏈接到address處的套接字。通常address的格式爲元組（hostname,port），若是鏈接出錯，返回socket.error錯誤。
s.connect_ex(adddress)	功能與connect(address)相同，可是成功返回0，失敗返回errno的值。

公共socket函數

公共socket函數	描述
s.recv(bufsize[,flag])	接受TCP套接字的數據。數據以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大數據量。flag提供有關消息的其餘信息，一般能夠忽略。
s.send(string[,flag])	發送TCP數據。將string中的數據發送到鏈接的套接字。返回值是要發送的字節數量，該數量可能小於string的字節大小。
s.sendall(string[,flag])	完整發送TCP數據。將string中的數據發送到鏈接的套接字，但在返回以前會嘗試發送全部數據。成功返回None，失敗則拋出異常。
s.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP套接字的數據。與recv()相似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收數據的字符串，address是發送數據的套接字地址。
s.sendto(string[,flag],address)	發送UDP數據。將數據發送到套接字，address是形式爲（ipaddr，port）的元組，指定遠程地址。返回值是發送的字節數。
s.close()	關閉套接字。
s.getpeername()	返回鏈接套接字的遠程地址。返回值一般是元組（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回套接字本身的地址。一般是一個元組(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)	設置給定套接字選項的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字選項的值。
s.settimeout(timeout)	設置套接字操做的超時期，timeout是一個浮點數，單位是秒。值爲None表示沒有超時期。通常，超時期應該在剛建立套接字時設置，由於它們可能用於鏈接的操做（如connect()）
s.gettimeout()	返回當前超時期的值，單位是秒，若是沒有設置超時期，則返回None。
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	若是flag爲0，則將套接字設爲非阻塞模式，不然將套接字設爲阻塞模式（默認值）。非阻塞模式下，若是調用recv()沒有發現任何數據，或send()調用沒法當即發送數據，那麼將引發socket.error異常。
s.makefile()	建立一個與該套接字相關連的文件

TODO

粘包，分包，非阻塞socket，實現全雙工？

參考

• 楊雲1028 的BLOG
• Python Socket HowTO
• Python Socket官方文檔