python服務端開發
1. python是什麼語言,主要應用在哪些開發
Python是一種跨平台的計算機程序設計語言。是一種面向對象的動態類型語言,最初被設計用於編寫自動化腳本(shell),隨著版本的不斷更新和語言新功能的添加,越多被用於獨立的、大型項目的開發。
1、軟體開發:Python語言支持多函數編程,可以擔任任何軟體的開發工作,是它的標配能力。
2、科學計算:Python是一門通用的程序設計語言,比Matlab所採用的腳本語言的應用范圍更廣泛,有更多的程序庫的支持,做科學計算是非常合適的選擇。
3、自動化運維:Python是作為運維工程師的首選編程語言,有諸多優勢所在,是非常受喜歡的編程語言。
4、雲計算:開源雲計算解決方案OpenStack就是基於Python開發的。
5、web開發:基於Python的Web開發框架不要太多,比如耳熟能詳的Django,還有Tornado,Flask。
6、網路爬蟲:也稱網路蜘蛛,是大數據行業獲取數據的核心工具。能夠編寫網路爬蟲的編程語言有不少,但Python絕對是其中的主流之一。
7、數據分析:結合科學計算、機器學習等技術,對數據進行清洗、去重、規格化和針對性的分析是大數據行業的基石,Python是數據分析領域首選的編程語言。
8、人工智慧:對於人工智慧我想不用多介紹,是現在非常流行的一個行業,而人工智慧也是未來的發展,Python是人工智慧的首選編程語言。
2. python web開發用什麼工具
Python Web開發可以用到的工具有很多,比如:Pydev + Eclipse、PyCharm、VIM、Wing IDE、Spyder Python、Notpad++、Vistual Studio等,根據自己的需求來選擇合適的工具即可。
3. 如何使用python製作網站伺服器,讓客戶通過網址,訪問我電腦的文件
首先糾正幾個名詞問題.
伺服器是指的硬體,PYthon作為一個編程語言是無法製作硬體的.
網址更確切的說應該是域名服務,網址是一個指向地址,指向的是伺服器的IP地址.
python只能製作網站後台程序,目前已經有現成的py庫可以快速搭建網站服務.如:Django,Flask,Bottle 等框架都可以實現.
通過網址訪問,則需要域名服務,需要從域名服務商購買域名,並將域名解析到,網站伺服器上,通過80埠訪問通過網站程序搭建的網站.
網址從服務商處注冊,是需要一定費用的,可以根據自己的需要在服務商處選擇.
域名是可以自己自定義選擇的,不過一定得是別人沒有注冊過的才行.
伺服器也是需要付費的.
4. python怎麼建立socket服務端
socket伺服器再細分可分為多種了,tcp,udp,websocket,都是調用socket模塊,但是具體實現起來有一點細微的差別
先給出一個tcp和udp通過socket協議實現的聊天室的例子
python聊天室(python2.7版本):
都是分別運行server.py和client.py,就可以進行通訊了。
TCP版本:
socket-tcp-server.py(服務端):
#-*-encoding:utf-8-*-
#socket.getaddrinfo(host,port,family=0,socktype=0,proto=0,flags=0)
#根據給定的參數host/port,相應的轉換成一個包含用於創建socket對象的五元組,
#參數host為域名,以字元串形式給出代表一個IPV4/IPV6地址或者None.
#參數port如果字元串形式就代表一個服務名,比如「http」"ftp""email"等,或者為數字,或者為None
#參數family為地主族,可以為AF_INET,AF_INET6,AF_UNIX.
#參數socktype可以為SOCK_STREAM(TCP)或者SOCK_DGRAM(UDP)
#參數proto通常為0可以直接忽略
#參數flags為AI_*的組合,比如AI_NUMERICHOST,它會影響函數的返回值
#附註:給參數host,port傳遞None時建立在C基礎,通過傳遞NULL。
#該函數返回一個五元組(family,socktype,proto,canonname,sockaddr),同時第五個參數sockaddr也是一個二元組(address,port)
#更多的方法及鏈接請訪問
#Echoserverprogram
fromsocketimport*
importsys
importthreading
fromtimeimportctime
fromtimeimportlocaltime
importtraceback
importtime
importsubprocess
reload(sys)
sys.setdefaultencoding("utf8")
HOST='127.0.0.1'
PORT=8555#設置偵聽埠
BUFSIZ=1024
classTcpServer():
def__init__(self):
self.ADDR=(HOST,PORT)
try:
self.sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
print'%disopen'%PORT
self.sock.bind(self.ADDR)
self.sock.listen(5)
#設置退出條件
self.STOP_CHAT=False
#所有監聽的客戶端
self.clients={}
self.thrs={}
self.stops=[]
exceptException,e:
print"%disdown"%PORT
returnFalse
defIsOpen(ip,port):
s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
try:
s.connect((ip,int(port)))
#s.shutdown(2)
#利用shutdown()函數使socket雙向數據傳輸變為單向數據傳輸。shutdown()需要一個單獨的參數,
#該參數表示s了如何關閉socket。具體為:0表示禁止將來讀;1表示禁止將來寫;2表示禁止將來讀和寫。
print'%disopen'%port
returnTrue
except:
print'%disdown'%port
returnFalse
deflisten_client(self):
whilenotself.STOP_CHAT:
print(u'等待接入,偵聽埠:%d'%(PORT))
self.tcpClientSock,self.addr=self.sock.accept()
print(u'接受連接,客戶端地址:',self.addr)
address=self.addr
#將建立的clientsocket鏈接放到列表self.clients中
self.clients[address]=self.tcpClientSock
#分別將每個建立的鏈接放入進程中,接收且分發消息
self.thrs[address]=threading.Thread(target=self.readmsg,args=[address])
self.thrs[address].start()
time.sleep(0.5)defreadmsg(self,address):
#如果地址不存在,則返回False
ifaddressnotinself.clients:
returnFalse
#得到發送消息的clientsocket
client=self.clients[address]
whileTrue:
try:
#獲取到消息內容data
data=client.recv(BUFSIZ)
except:
print(e)
self.close_client(address)
break
ifnotdata:
break
#python3使用bytes,所以要進行編碼
#s='%s發送給我的信息是:[%s]%s'%(addr[0],ctime(),data.decode('utf8'))
#對日期進行一下格式化
ISOTIMEFORMAT='%Y-%m-%d%X'
stime=time.strftime(ISOTIMEFORMAT,localtime())
s=u'%s發送給我的信息是:%s'%(str(address),data.decode('utf8'))
#將獲得的消息分發給鏈接中的clientsocket
forkinself.clients:
self.clients[k].send(s.encode('utf8'))
self.clients[k].sendall('sendall:'+s.encode('utf8'))
printstr(k)
print([stime],':',data.decode('utf8'))
#如果輸入quit(忽略大小寫),則程序退出
STOP_CHAT=(data.decode('utf8').upper()=="QUIT")
ifSTOP_CHAT:
print"quit"
self.close_client(address)
print"alreadyquit"
break
defclose_client(self,address):
try:
client=self.clients.pop(address)
self.stops.append(address)
client.close()
forkinself.clients:
self.clients[k].send(str(address)+u"已經離開了")
except:
pass
print(str(address)+u'已經退出')
if__name__=='__main__':
tserver=TcpServer()
tserver.listen_client()
——————————華麗的分割線——————————
socket-tcp-client.py(客戶端):
#-*-encoding:utf-8-*-
fromsocketimport*
importsys
importthreading
importtime
reload(sys)
sys.setdefaultencoding("utf8")
#測試,連接本機
HOST='127.0.0.1'
#設置偵聽埠
PORT=8555
BUFSIZ=1024
classTcpClient:
ADDR=(HOST,PORT)
def__init__(self):
self.HOST=HOST
self.PORT=PORT
self.BUFSIZ=BUFSIZ
#創建socket連接
self.client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
self.client.connect(self.ADDR)
#起一個線程,監聽接收的信息
self.trecv=threading.Thread(target=self.recvmsg)
self.trecv.start()
defsendmsg(self):
#循環發送聊天消息,如果socket連接存在則一直循環,發送quit時關閉鏈接
whileself.client.connect_ex(self.ADDR):
data=raw_input('>:')
ifnotdata:
break
self.client.send(data.encode('utf8'))
print(u'發送信息到%s:%s'%(self.HOST,data))
ifdata.upper()=="QUIT":
self.client.close()
printu"已關閉"
break
defrecvmsg(self):
#接收消息,如果鏈接一直存在,則持續監聽接收消息
try:
whileself.client.connect_ex(self.ADDR):
data=self.client.recv(self.BUFSIZ)
print(u'從%s收到信息:%s'%(self.HOST,data.decode('utf8')))
exceptException,e:
printstr(e)
if__name__=='__main__':
client=TcpClient()
client.sendmsg()
UDP版本:
socket-udp-server.py
#-*-coding:utf8-*-
importsys
importtime
importtraceback
importthreading
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf-8')
importsocket
importtraceback
HOST="127.0.0.1"
PORT=9555
CHECK_PERIOD=20
CHECK_TIMEOUT=15
classUdpServer(object):
def__init__(self):
self.clients=[]
self.beats={}
self.ADDR=(HOST,PORT)
try:
self.sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
self.sock.bind(self.ADDR)#綁定同一個域名下的所有機器
self.beattrs=threading.Thread(target=self.checkheartbeat)
self.beattrs.start()
exceptException,e:
traceback.print_exc()
returnFalse
deflisten_client(self):
whileTrue:
time.sleep(0.5)
print"hohohohohoo"
try:
recvData,address=self.sock.recvfrom(2048)
ifnotrecvData:
self.close_client(address)
break
ifaddressinself.clients:
senddata=u"%s發送給我的信息是:%s"%(str(address),recvData.decode('utf8'))
ifrecvData.upper()=="QUIT":
self.close_client(address)
ifrecvData=="HEARTBEAT":
self.heartbeat(address)
continue
else:
self.clients.append(address)
senddata=u"%s發送給我的信息是:%s"%(str(address),u'進入了聊天室')
forcinself.clients:
try:
self.sock.sendto(senddata,c)
exceptException,e:
printstr(e)
self.close_client(c)
exceptException,e:
#traceback.print_exc()
printstr(e)
pass
defheartbeat(self,address):
self.beats[address]=time.time()
defcheckheartbeat(self):
whileTrue:
print"checkheartbeat"
printself.beats
try:
forcinself.clients:
printtime.time()
printself.beats[c]
ifself.beats[c]+CHECK_TIMEOUT<time.time():
printu"%s心跳超時,連接已經斷開"%str(c)
self.close_client(c)
else:
printu"checkp%s,沒有斷開"%str(c)
exceptException,e:
traceback.print_exc()
printstr(e)
pass
time.sleep(CHECK_PERIOD)
defclose_client(self,address):
try:
ifaddressinself.clients:
self.clients.remove(address)
ifself.beats.has_key(address):
delself.beats[address]
printself.clients
forcinself.clients:
self.sock.sendto(u'%s已經離開了'%str(address),c)
print(str(address)+u'已經退出')
exceptException,e:
printstr(e)
raise
if__name__=="__main__":
udpServer=UdpServer()
udpServer.listen_client()
——————————華麗的分割線——————————
socket-udp-client.py:
#-*-coding:utf8-*-
importsys
importthreading
importtime
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf-8')
importsocket
HOST="127.0.0.1"
PORT=9555
#BEAT_PORT=43278
BEAT_PERIOD=5
classUdpClient(object):
def__init__(self):
self.clientsock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
self.HOST=HOST
self.ADDR=(HOST,PORT)
self.clientsock.sendto(u'請求建立鏈接',self.ADDR)
self.recvtrs=threading.Thread(target=self.recvmsg)
self.recvtrs.start()
self.hearttrs=threading.Thread(target=self.heartbeat)
self.hearttrs.start()
defsendmsg(self):
whileTrue:
data=raw_input(">:")
ifnotdata:
break
self.clientsock.sendto(data.encode('utf-8'),self.ADDR)
ifdata.upper()=='QUIT':
self.clientsock.close()
break
defheartbeat(self):
whileTrue:
self.clientsock.sendto('HEARTBEAT',self.ADDR)
time.sleep(BEAT_PERIOD)
defrecvmsg(self):
whileTrue:
recvData,addr=self.clientsock.recvfrom(1024)
ifnotrecvData:
break
print(u'從%s收到信息:%s'%(self.HOST,recvData.decode('utf8')))if__name__=="__main__":
udpClient=UdpClient()
udpClient.sendmsg()
5. python後端開發需要學哪些內容
Python的學習內容還是比較多的,我們將學習的過程劃分為4個階段,每個階段學習對應的內容,具體的學習順序如下:
Python學習順序:
①Python軟體開發基礎
掌握計算機的構成和工作原理
會使用Linux常用工具
熟練使用Docker的基本命令
建立Python開發環境,並使用print輸出
使用Python完成字元串的各種操作
使用Python re模塊進行程序設計
使用Python創建文件、訪問、刪除文件
掌握import 語句、From…import 語句、From…import* 語句、方法的引用、Python中的包
②Python軟體開發進階
能夠使用Python面向對象方法開發軟體
能夠自己建立資料庫,表,並進行基本資料庫操作
掌握非關系資料庫MongoDB的使用,掌握Redis開發
能夠獨立完成TCP/UDP服務端客戶端軟體開發,能夠實現ftp、http伺服器,開發郵件軟體
能開發多進程、多線程軟體
③Python全棧式WEB工程師
能夠獨立完成後端軟體開發,深入理解Python開發後端的精髓
能夠獨立完成前端軟體開發,並和後端結合,熟練掌握使用Python進行全站Web開發的技巧
④Python多領域開發
能夠使用Python熟練編寫爬蟲軟體
能夠熟練使用Python庫進行數據分析
招聘網站Python招聘職位數據爬取分析
掌握使用Python開源人工智慧框架進行人工智慧軟體開發、語音識別、人臉識別
掌握基本設計模式、常用演算法
掌握軟體工程、項目管理、項目文檔、軟體測試調優的基本方法
如果打算線下學,建議考察對比一下中博軟體學院、南京課工場、南京北大青鳥等開設python專業的學校,記得找我要全套python視頻課,祝你學有所成!望採納!
北大青鳥中博軟體學院python課堂實拍
6. 想使用Python做游戲伺服器端開發,需要具備哪些技術
你自己說的太含糊了。游戲服務端。僅這兩個詞只是能說明你要求的伺服器並發量要大,此外可能會有一個游戲引擎。具體的你用的是什麼游戲類型。需要什麼樣的引擎。以及是否是網網游戲,或者是FLASH做的RPG游戲都沒有說。所以很難給出一個具體的框架與協議。
不過簡單的說,python做游戲伺服器足夠,以前有人用python做過魔獸世界的游戲伺服器,做過EVE的客戶端。
通常來講,會使用一個內存資料庫,一組關系型資料庫。還有幾套應用系統,比如交易系統,副本系統,對話系統,用戶管理系統,支付系統系統。都是相互獨立的,與游戲引擎關系不大。
要用的技術挺復雜的。主要是網路,安全,進程管理,C語言介面,資料庫,圖像處理,分布式管理等。
7. Python能用來做什麼
Python是當前非常熱門、應用范圍非常廣、使用人員非常多的編程語言。每年都有很多的初學者開始接觸並愛上Python語言。作為一門開源的編程語言,其學習教程、技術書籍有很多,各有優缺點。
Python是一門強大的語言,可用於Web開發、自動化運維、科學計算、網路爬蟲、數據分析、機器學習、深度學習等幾乎所有主流應用方向。尤其是Python+Django的Web開發組合。更是開發大型新聞網站、博客系統、自動化運維憑他的最佳選擇。
8. Python實現WebService介面(SOAP)
Web Service是一個[平台](https://ke..com/item/平台/1064049)獨立的,低耦合的,自包含的、基於可[編程](https://ke..com/item/編程)的web的應用程序,可使用開放的[XML](https://ke..com/item/XML)([標准通用標記語言](https://ke..com/item/標准通用標記語言/6805073)下的一個子集)[標准](https://ke..com/item/標准/219665)來[描述](https://ke..com/item/描述/8928757)、發布、發現、協調和配置這些應用程序,用於開發分布式的交互操作的[應用程序](https://ke..com/item/應用程序/5985445)。 [1]
Web Service技術, 能使得運行在不同機器上的不同應用無須藉助附加的、專門的第三方軟體或硬體, 就可相互交換數據或集成。依據Web Service規范實施的應用之間, 無論它們所使用的語言、 平台或內部協議是什麼, 都可以相互交換數據。Web Service是自描述、 自包含的可用網路模塊, 可以執行具體的業務功能。Web Service也很容易部署, 因為它們基於一些常規的產業標准以及已有的一些技術,諸如[標准通用標記語言](https://ke..com/item/標准通用標記語言/6805073)下的子集[XML](https://ke..com/item/XML)、HTTP。Web Service減少了應用介面的花費。Web Service為整個企業甚至多個組織之間的業務流程的集成提供了一個通用機制。
**SOAP**
SOAP即[簡單對象訪問協議](https://ke..com/item/簡單對象訪問協議)(Simple Object Access Protocol),它是用於交換[XML](https://ke..com/item/XML)([標准通用標記語言](https://ke..com/item/標准通用標記語言)下的一個子集)編碼信息的輕量級協議。它有三個主要方面:XML-envelope為描述信息內容和如何處理內容定義了框架,將程序對象編碼成為XML對象的規則,執行[遠程過程調用](https://ke..com/item/遠程過程調用)(RPC)的約定。SOAP可以運行在任何其他[傳輸協議](https://ke..com/item/傳輸協議)上。例如,你可以使用 SMTP,即網際網路[電子郵件協議](https://ke..com/item/電子郵件協議)來傳遞SOAP消息,這可是很有誘惑力的。在[傳輸層](https://ke..com/item/傳輸層)之間的頭是不同的,但XML有效負載保持相同。
Web Service 希望實現不同的系統之間能夠用「[軟體](https://ke..com/item/軟體)-軟體對話」的方式相互調用,打破了軟體應用、網站和各種設備之間的格格不入的狀態,實現「基於Web無縫集成」的目標。
使用Python實現服務端
service.py 服務端啟動文件
app.py webservice介面
使用Python實現客戶端
client.py
上面調用的客戶端介面,測試結果如下:
9. 用Python進行web開發需要學習什麼
1 寫在前面
在沒有接觸互聯網這個行業的時候,我就一直很好奇網站是怎麼構建的。現在雖然從事互聯網相關的工作,但是也一直沒有接觸過Web開發之類的東西,但是興趣終歸還是要有的,而且是需要自己動手去實踐的。Web開發的途徑有好多種,比如傳統的.Net,還有很火爆的java。
Python作為一種靈活好學的腳本語言,已經越來越受程序員的歡迎和熱捧,甚至成為程序員的必備技能。Django是Python的Web開放框架,好多人說學習Python就是在學Django,從這也可以看出Django的強大。博主也是剛剛接觸Django,純屬個人興趣愛好,望與廣大博友共同學習和討論。
2 什麼是Web開發?
在介紹什麼是Web開發之前,先簡單提及一下大家熟悉的WWW。WWW(World Wide Web)簡稱萬維網。通俗地說,WWW是一套技術規范,它裡麵包含很多技術和協議,例如html技術、url、http協議等。人們通過這套技術規范,可以對Internet網路上主機的資源進行描述,進而可以通過一個WWW的客戶端訪問這些資源。常用的WWW客戶端有IE、Foxfire等瀏覽器。由於WWW技術的出現,人們可以在世界上的任何一個角落,通過一個瀏覽器訪問網際網路上任何一台遠程計算機上的資源,或與遠程計算機進行通訊。20世紀由於WWW技術的出現,因而誕生了「地球村」的概念。
對於python初學者來說,能找到一個好老師學習格外重要,這能決定你是不是可以做出好的項目,在python開發的路上越走越輕松,如果現在的你缺乏學習經驗,找不到老師指導你學習,可以加企 鵝扣-Q前面112再加上中間的983以及最後四位數4903,連在一起就可以了。
而Web就是用來表示Internet主機上供外界訪問的資源的。在英語中web即表示網頁的意思,網頁也統稱為web資源。Internet上供外界訪問的Web資源主要分為如下兩類: 靜態web資源:指web頁面中供人們瀏覽的數據始終是不變的,例如,html頁面;
動態web資源:指web頁面中供人們瀏覽的數據是由程序產生的,不同時間點訪問web頁面看到的內容各不相同。
微軟對Web開發的定義:Web開發是一個指代網頁或網站編寫過程的廣義術語。這些頁面可能是類似於文檔的簡單文本和圖形。頁面也可以是互動式的,或顯示變化的信息。編寫互動式伺服器頁面略微復雜一些,但卻可以實現更豐富的網站。如今的大多數頁面都是互動式的,並提供了購物車、動態可視化甚至復雜的社交網路等現代在線服務。
通俗的說,web開發就是我們說的做網站。它分為網頁部分和邏輯部分也就是我們說的前台與後台,前台負責與用戶的交互,顯示數據。用到HTML顯示數據,CSS控制樣式,JS編寫復雜交互。後台編寫處理這些邏輯的程序,可以用C#,java,php等語言。
10. 如何用 python 搭建一個郵件伺服器
有人說表示只學Python沒有用,必須學會一個框架(比如Django和web.py)才能找到工作。
其實掌握一個類似於框架的高級工具是有用的,但是基礎的東西可以讓你永遠不被淘汰,不要被工具限制了自己的發展。
今天不使用框架,也不使用Python標准庫中的高級包,只使用標准庫中的socket介面寫一個Python伺服器。
框架與底層
在當今Python伺服器框架 (framework, 比如Django, Twisted, web.py等等) 橫行的時代,從底層的socket開始寫伺服器似乎是一個出力不討好的笨方法。
框架的意義在於掩蓋底層的細節,提供一套對於開發人員更加友好的API,並處理諸如MVC的布局問題。
框架允許我們快速的構建一個成型而且成熟的Python伺服器。然而,框架本身也是依賴於底層(比如socket)。對於底層socket的了解,不僅可以幫助我們更好的使用框架,更可以讓我們明白框架是如何設計的。
更進一步,如果擁有良好的底層socket編程知識和其他系統編程知識,你完全可以設計並開發一款自己的框架。
如果你可以從底層socket開始,實現一個完整的Python伺服器,支持用戶層的協議,並處理好諸如MVC(Model-View-Control)、多線程(threading)等問題,並整理出一套清晰的函數或者類,作為介面(API)呈現給用戶,你就相當於設計了一個框架。
socket介面是實際上是操作系統提供的系統調用。
socket的使用並不局限於Python語言,你可以用C或者Java來寫出同樣的socket伺服器,而所有語言使用socket的方式都類似(Apache就是使用C實現的伺服器)。
但是你不能跨語言的使用框架。
框架的好處在於幫你處理了一些細節,從而實現快速開發,但同時受到Python本身性能的限制。
我們已經看到,許多成功的網站都是利用動態語言(比如Python, Ruby或者PHP,比如twitter和facebook)快速開發,在網站成功之後,將代碼轉換成諸如C和JAVA這樣一些效率比較高的語言,從而讓伺服器能更有效率的面對每天億萬次的請求。
在這種情況下,底層的重要性,就遠遠超過了框架。
TCP/IP和socket簡介
回到我們的任務。
我們需要對網路傳輸,特別是TCP/IP協議和socket有一定的了解。
socket是進程間通信的一種方法,它是基於網路傳輸協議的上層介面。
socket有許多種類型,比如基於TCP協議或者UDP協議(兩種網路傳輸協議),其中又以TCP socket最為常用。
TCP socket與雙向管道(plex PIPE)有些類似,一個進程向socket的一端寫入或讀取文本流,而另一個進程可以從socket的另一端讀取或寫入,比較特別是,這兩個建立socket通信的進程可以分別屬於兩台不同的計算機。
TCP協議,就是規定了一些通信的守則,以便在網路環境下能夠有效實現上述進程間通信過程。
雙向管道(plex PIPE)存活於同一台電腦中,所以不必區分兩個進程的所在計算機的地址,而socket必須包含有地址信息,以便實現網路通信。
一個socket包含四個地址信息: 兩台計算機的IP地址和兩個進程所使用的埠(port)。IP地址用於定位計算機,而port用於定位進程 (一台計算機上可以有多個進程分別使用不同的埠)。
TCP socket
在互聯網上,讓某台計算機作為伺服器。
伺服器開放自己的埠,被動等待其他計算機連接。
當其他計算機作為客戶,主動使用socket連接到伺服器的時候,伺服器就開始為客戶提供服務。
在Python中,我們使用標准庫中的socket包來進行底層的socket編程。
首先是伺服器端,我們使用bind()方法來賦予socket以固定的地址和埠,並使用listen()方法來被動的監聽該埠。
當有客戶嘗試用connect()方法連接的時候,伺服器使用accept()接受連接,從而建立一個連接的socket:
socket.socket()創建一個socket對象,並說明socket使用的是IPv4(AF_INET,IP version 4)和TCP協議(SOCK_STREAM)。
然後用另一台電腦作為客戶,我們主動使用connect()方法來搜索伺服器端的IP地址(在Linux中,你可以用$ifconfig來查詢自己的IP地址)和埠,以便客戶可以找到伺服器,並建立連接:
在上面的例子中,我們對socket的兩端都可以調用recv()方法來接收信息,調用sendall()方法來發送信息。
這樣,我們就可以在分處於兩台計算機的兩個進程間進行通信了。
當通信結束的時候,我們使用close()方法來關閉socket連接。
(如果沒有兩台計算機做實驗,也可以將客戶端IP想要connect的IP改為"127.0.0.1",這是個特殊的IP地址,用來連接當地主機。)
基於TCP socket的HTTP伺服器
上面的例子中,我們已經可以使用TCP socket來為兩台遠程計算機建立連接。
然而,socket傳輸自由度太高,從而帶來很多安全和兼容的問題。
我們往往利用一些應用層的協議(比如HTTP協議)來規定socket使用規則,以及所傳輸信息的格式。
HTTP協議利用請求-回應(request-response)的方式來使用TCP socket。
客戶端向伺服器發一段文本作為request,伺服器端在接收到request之後,向客戶端發送一段文本作為response。
在完成了這樣一次request-response交易之後,TCP socket被廢棄。
下次的request將建立新的socket。
request和response本質上說是兩個文本,只是HTTP協議對這兩個文本都有一定的格式要求。
Request <——> Response
現在,我們寫出一個HTTP伺服器端:
HTTP伺服器程序的解釋
如我們上面所看到的,伺服器會根據request向客戶傳輸的兩條信息text_content和pic_content中的一條,作為response文本。
整個response分為起始行(start line), 頭信息(head)和主體(body)三部分。起始行就是第一行:
它實際上又由空格分為三個片段,HTTP/1.x表示所使用的HTTP版本,200表示狀態(status code),200是HTTP協議規定的,表示伺服器正常接收並處理請求,OK是供人來閱讀的status code。
頭信息跟隨起始行,它和主體之間有一個空行。
這里的text_content或者pic_content都只有一行的頭信息,text_content用來表示主體信息的類型為html文本:
而pic_content的頭信息(Content-Type: image/jpg)說明主體的類型為jpg圖片(image/jpg)。
主體信息為html或者jpg文件的內容。
(注意,對於jpg文件,我們使用"rb"模式打開,是為了與windows兼容。因為在windows下,jpg被認為是二進制(binary)文件,在UNIX系統下,則不需要區分文本文件和二進制文件。)
我們並沒有寫客戶端程序,後面我們會用瀏覽器作為客戶端。
request由客戶端程序發給伺服器。
盡管request也可以像response那樣分為三部分,request的格式與response的格式並不相同。
request由客戶發送給伺服器,比如下面是一個request:
起始行可以分為三部分,第一部分為請求方法(request method),第二部分是URL,第三部分為HTTP版本。
request method可以有GET, PUT, POST, DELETE, HEAD。最常用的為GET和POST。
GET是請求伺服器發送資源給客戶,POST是請求伺服器接收客戶送來的數據。
當我們打開一個網頁時,我們通常是使用GET方法;當我們填寫表格並提交時,我們通常使用POST方法。
第二部分為URL,它通常指向一個資源(伺服器上的資源或者其它地方的資源)。像現在這樣,就是指向當前伺服器的當前目錄的test.jpg。
按照HTTP協議的規定,伺服器需要根據請求執行一定的操作。
正如我們在伺服器程序中看到的,我們的Python程序先檢查了request的方法,隨後根據URL的不同,來生成不同的response(text_content或者pic_content)。
隨後,這個response被發送回給客戶端。
使用瀏覽器實驗
為了配合上面的伺服器程序,我已經在放置Python程序的文件夾里,保存了一個test.jpg圖片文件。
我們在終端運行上面的Python程序,作為伺服器端,再打開一個瀏覽器作為客戶端。
(如果有時間,你也完全可以用Python寫一個客戶端。原理與上面的TCP socket的客戶端程序相類似。)
在瀏覽器的地址欄輸入:
(當然,你也可以用令一台電腦,並輸入伺服器的IP地址)
OK,我已經有了一個用Python實現的,並從socket寫起的伺服器了。
從終端,我們可以看到,瀏覽器實際上發出了兩個請求。
第一個請求為 (關鍵信息在起始行,這一個請求的主體為空):
我們的Python程序根據這個請求,發送給伺服器text_content的內容。
瀏覽器接收到text_content之後,發現正文的html文本中有<IMG src="text.jpg" />,知道需要獲得text.jpg文件來補充為圖片,立即發出了第二個請求:
我們的Python程序分析過起始行之後,發現/test.jpg符合if條件,所以將pic_content發送給客戶。
最後,瀏覽器根據html語言的語法,將html文本和圖畫以適當的方式顯示出來。
探索的方向
1) 在我們上面的伺服器程序中,我們用while循環來讓伺服器一直工作下去。
實際上,我們還可以根據多線程的知識,將while循環中的內容改為多進程或者多線程工作。
2) 我們的伺服器程序還不完善,我們還可以讓我們的Python程序調用Python的其他功能,以實現更復雜的功能。比如說製作一個時間伺服器,讓伺服器向客戶返回日期和時間。你還可以使用Python自帶的資料庫,來實現一個完整的LAMP伺服器。
3) socket包是比較底層的包。Python標准庫中還有高層的包,比如SocketServer,SimpleHTTPServer,CGIHTTPServer,cgi。這些都包都是在幫助我們更容易的使用socket。如果你已經了解了socket,那麼這些包就很容易明白了。利用這些高層的包,你可以寫一個相當成熟的伺服器。
4) 在經歷了所有的辛苦和麻煩之後,你可能發現,框架是那麼的方便,所以決定去使用框架。或者,你已經有了參與到框架開發的熱情。