pythonunixsocket

‘壹’ python怎么建立socket服务端

socket服务器再细分可分为多种了，tcp,udp,websocket，都是调用socket模块，但是具体实现起来有一点细微的差别

先给出一个tcp和udp通过socket协议实现的聊天室的例子

python聊天室(python2.7版本)：

都是分别运行server.py和client.py，就可以进行通讯了。

TCP版本：

socket-tcp-server.py（服务端）:

#-*-encoding:utf-8-*-
#socket.getaddrinfo(host,port,family=0,socktype=0,proto=0,flags=0)
#根据给定的参数host/port，相应的转换成一个包含用于创建socket对象的五元组，
#参数host为域名，以字符串形式给出代表一个IPV4/IPV6地址或者None.
#参数port如果字符串形式就代表一个服务名，比如“http”"ftp""email"等，或者为数字，或者为None
#参数family为地主族，可以为AF_INET，AF_INET6，AF_UNIX.
#参数socktype可以为SOCK_STREAM(TCP)或者SOCK_DGRAM(UDP)
#参数proto通常为0可以直接忽略
#参数flags为AI_*的组合，比如AI_NUMERICHOST，它会影响函数的返回值
#附注：给参数host,port传递None时建立在C基础，通过传递NULL。
#该函数返回一个五元组(family,socktype,proto,canonname,sockaddr)，同时第五个参数sockaddr也是一个二元组(address,port)
#更多的方法及链接请访问
#Echoserverprogram
fromsocketimport*
importsys
importthreading
fromtimeimportctime
fromtimeimportlocaltime
importtraceback
importtime
importsubprocess
reload(sys)
sys.setdefaultencoding("utf8")


HOST='127.0.0.1'
PORT=8555#设置侦听端口
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)
#设置退出条件
self.STOP_CHAT=False

#所有监听的客户端
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()函数使socket双向数据传输变为单向数据传输。shutdown()需要一个单独的参数，
#该参数表示s了如何关闭socket。具体为：0表示禁止将来读；1表示禁止将来写；2表示禁止将来读和写。
print'%disopen'%port
returnTrue
except:
print'%disdown'%port
returnFalse

deflisten_client(self):
whilenotself.STOP_CHAT:
print(u'等待接入，侦听端口:%d'%(PORT))
self.tcpClientSock,self.addr=self.sock.accept()
print(u'接受连接，客户端地址：',self.addr)
address=self.addr
#将建立的clientsocket链接放到列表self.clients中
self.clients[address]=self.tcpClientSock
#分别将每个建立的链接放入进程中，接收且分发消息
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，则返回False
ifaddressnotinself.clients:
returnFalse
#得到发送消息的clientsocket
client=self.clients[address]
whileTrue:
try:
#获取到消息内容data
data=client.recv(BUFSIZ)
except:
print(e)
self.close_client(address)
break
ifnotdata:
break
#python3使用bytes，所以要进行编码
#s='%s发送给我的信息是:[%s]%s'%(addr[0],ctime(),data.decode('utf8'))
#对日期进行一下格式化
ISOTIMEFORMAT='%Y-%m-%d%X'
stime=time.strftime(ISOTIMEFORMAT,localtime())
s=u'%s发送给我的信息是:%s'%(str(address),data.decode('utf8'))
#将获得的消息分发给链接中的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'))
#如果输入quit(忽略大小写),则程序退出
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"已经离开了")
except:
pass
print(str(address)+u'已经退出')


if__name__=='__main__':
tserver=TcpServer()
tserver.listen_client()

——————————华丽的分割线——————————

socket-tcp-client.py（客户端）：

#-*-encoding:utf-8-*-
fromsocketimport*
importsys
importthreading
importtime
reload(sys)
sys.setdefaultencoding("utf8")


#测试，连接本机
HOST='127.0.0.1'
#设置侦听端口
PORT=8555
BUFSIZ=1024

classTcpClient:

ADDR=(HOST,PORT)
def__init__(self):
self.HOST=HOST
self.PORT=PORT
self.BUFSIZ=BUFSIZ
#创建socket连接
self.client=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
self.client.connect(self.ADDR)
#起一个线程，监听接收的信息
self.trecv=threading.Thread(target=self.recvmsg)
self.trecv.start()

defsendmsg(self):
#循环发送聊天消息，如果socket连接存在则一直循环，发送quit时关闭链接
whileself.client.connect_ex(self.ADDR):
data=raw_input('>:')
ifnotdata:
break
self.client.send(data.encode('utf8'))
print(u'发送信息到%s：%s'%(self.HOST,data))
ifdata.upper()=="QUIT":
self.client.close()
printu"已关闭"
break
defrecvmsg(self):
#接收消息，如果链接一直存在，则持续监听接收消息
try:
whileself.client.connect_ex(self.ADDR):
data=self.client.recv(self.BUFSIZ)
print(u'从%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)#绑定同一个域名下的所有机器
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发送给我的信息是:%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发送给我的信息是:%s"%(str(address),u'进入了聊天室')
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心跳超时，连接已经断开"%str(c)
self.close_client(c)
else:
printu"checkp%s,没有断开"%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已经离开了'%str(address),c)
print(str(address)+u'已经退出')
exceptException,e:
printstr(e)
raise

if__name__=="__main__":
udpServer=UdpServer()
udpServer.listen_client()

——————————华丽的分割线——————————
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'请求建立链接',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'从%s收到信息：%s'%(self.HOST,recvData.decode('utf8')))if__name__=="__main__":
udpClient=UdpClient()
udpClient.sendmsg()

‘贰’ Python socket 模块

Python 提供了段启晌两个基本的 socket 模块。第一个是 Socket，它提供了标准的 BSD Sockets API。第二个是 SocketServer，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

Socket 模块提供了 UNIX ^® 程序员所熟悉的基本网络服务（也称为 BSD API）。这个模旁告块中提供了在构建 socket 服务器和客户机时握锋所需要的所有功能。

在 Python 中，socket 方法会向应用 socket 方法的对象返回一个 socket 对象。

‘叁’ python 2.7中有没有socketserver这个模块

Python提供了两个基本的socket模块。一个是socket，它提供了标准的BSD Socket API；另一个是socketServer，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。
本文简要介绍socket模块包含的类及其使用。
1.开始了解socket模块前，先熟悉下Python的网络编程模块主要支持的两种Intent协议：TCP和UDP。TCP协议是一种面向连接的可靠协议，用于建立机器之间的双向通信流。UDP协议是一种较低级别的、以数据包为基础的协议（无连接传输模式）。与TCP不同，UDP信息不可靠。
他们的区别如下图所示：左图为TCP连接协议，右图为UDP连接协议

2.socket模块的部分类方法介绍

类方法

说明

socket.socket(family, type[,proto])

创建并返回一个新的 socket对象

socket.getfqdn(name)

将使用点号分隔的 IP地址字符串转换成一个完整的域名

socket.gethostbyname(hostname)

将主机名解析为一个使用点号分隔的 IP地址字符串

socket.gethostbyname_ex(name)

它返回一个包含三个元素的元组，从左到右分别是给定地址的主要的主机名、同一IP地址的可选的主机名的一个列表、关于同一主机的同一接口的其它IP地址的一个列表（列表可能都是空的）。

socket.gethostbyaddr(address)

作用与gethostbyname_ex相同，只是你提供给它的参数是一个IP地址字符串

Socket.getservbyname(service,protocol)

它要求一个服务名（如'telnet'或'ftp'）和一个协议（如'tcp'或'udp'），返回服务所使用的端口号

socket.fromfd(fd, family, type)

从现有的文件描述符创建一个 socket对象

3.socket对象的部分方法介绍

实例方法

说明

sock.bind( (adrs, port) )

将 socket绑定到一个地址和端口上

sock.accept()

返回一个客户机 socket（带有客户机端的地址信息）

sock.listen(backlog)

将 socket设置成监听模式，能够监听 backlog 外来的连接请求

sock.connect( (adrs, port) )

将 socket连接到定义的主机和端口上

sock.recv( buflen[, flags] )

从 socket中接收数据，最多 buflen 个字符

sock.recvfrom( buflen[, flags] )

从 socket中接收数据，最多 buflen 个字符，同时返回数据来源的远程主机和端口号

sock.send( data[, flags] )

通过 socket发送数据

sock.sendto( data[, flags], addr )

通过 socket发送数据

sock.close()

关闭 socket

sock.getsockopt( lvl, optname )

获得指定 socket 选项的值

sock.setsockopt( lvl, optname, val )

设置指定 socket选项的值

4.编写socket测试程序
（a）编写server的步骤

第一步是创建socket对象。调用socket构造函数。如：
socket = socket.socket( family, type )
family参数代表地址家族，可为AF_INET或AF_UNIX。AF_INET家族包括Internet地址，AF_UNIX家族用于同一台机器上的进程间通信。
type参数代表套接字类型，可为SOCK_STREAM(流套接字)和SOCK_DGRAM(数据报套接字)。
第二步是将socket绑定到指定地址。这是通过socket对象的bind方法来实现的：
socket.bind( address )
由AF_INET所创建的套接字，address地址必须是一个双元素元组，格式是(host,port)。host代表主机，port代表端口号。如果端口号正在使用、主机名不正确或端口已被保留，bind方法将引发socket.error异常。
第三步是使用socket套接字的listen方法接收连接请求。
socket.listen( backlog )
backlog指定最多允许多少个客户连接到服务器。它的值至少为1。收到连接请求后，这些请求需要排队，如果队列满，就拒绝请求。
第四步是服务器套接字通过socket的accept方法等待客户请求一个连接。
connection, address = socket.accept()
调 用accept方法时，socket会时入“waiting”状态。客户请求连接时，方法建立连接并返回服务器。accept方法返回一个含有两个元素的元组(connection,address)。第一个元素connection是新的socket对象，服务器必须通过它与客户通信；第二个元素 address是客户的Internet地址。
第 五步是处理阶段，服务器和客户端通过send和recv方法通信(传输 数据)。服务器调用send，并采用字符串形式向客户发送信息。send方法返回已发送的字符个数。服务器使用recv方法从客户接收信息。调用recv 时，服务器必须指定一个整数，它对应于可通过本次方法调用来接收的最大数据量。recv方法在接收数据时会进入“blocked”状态，最后返回一个字符 串，用它表示收到的数据。如果发送的数据量超过了recv所允许的，数据会被截短。多余的数据将缓冲于接收端。以后调用recv时，多余的数据会从缓冲区 删除(以及自上次调用recv以来，客户可能发送的其它任何数据)。
传输结束，服务器调用socket的close方法关闭连接。
（b）编写client的步骤
首先创建一个socket以连接服务器：socket =socket.socket( family, type )
使用socket的connect方法连接服务器。对于AF_INET家族,连接格式如下：
socket.connect( (host,port) )
host代表服务器主机名或IP，port代表服务器进程所绑定的端口号。如连接成功，客户就可通过套接字与服务器通信，如果连接失败，会引发socket.error异常。
处理阶段，客户和服务器将通过send方法和recv方法通信。
传输结束，客户通过调用socket的close方法关闭连接。
5.实例源码：python socket半双工聊天
（a）tcpserver.py
[python] view plain
# -*- coding: cp936 -*-
#file:tcpserver.py

import socket
from time import ctime
import sys

bufsize = 1024
host = '127.0.0.1'
port = 8100
address = (host,port)

server_sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
server_sock.bind(address)
server_sock.listen(1)

while True:
print 'waiting for connection...'
clientsock,addr = server_sock.accept()
print 'received from :',addr

while True:
data = clientsock.recv(bufsize)
print ' 收到---->%s\n%s' %(ctime(),data)
data = raw_input("发送----->")
clientsock.send(data)
clientsock.close()

server_sock.close()
（b）tcpclient.py
[python] view plain
## -*- coding: cp936 -*-
##file：tcpclient.py

from socket import *
from time import ctime

bufsize = 1024
host = '127.0.0.1'
port = 8100
addr = (host,port)

client_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client_sock.connect(addr)

while True:
data = raw_input("发送---->")
if not data:
break
else:
client_sock.send(data)
data = client_sock.recv(bufsize)
print '收到---->%s\n%s' %(ctime(),data)

client_sock.close()

‘肆’ python gevent 每个socket 的消息接收是否有使用事件监听回调的方法

gevent 比起其他框架（比如tornado，twisted）的一个巨大优势就是：用同步的方法（自然没有回调函数）写异步应用，因为同步的方式更接近开发人员的编程思维。
gevent可以用一句话向pythoner阐述：使用多路IO复用对文件描述符的事件监听，从而撬动协程的“透明”切换。这句话说起来容易，但是阐述起来就复杂些：
底层（或者说主协程）自然有一个多路IO复用循环（linux上是epoll，unix是kqueue，以下统一用epoll代替描述）
当处理一个socket链接时，就创建一个协程greenlet去处理。
当socket遇到阻塞的时候，比如等待数据的返回或者发送，此时gevent做了很关键的两步：
为这个socket的fd在epoll上添加可读或者可写事件回调，而这个回调函数便是 gevent.getcurrent().switch
通过 get_hub().switch() 切换到主协程。切换回主协程，去干其他事情了。但是当该socket可读或者可写，epoll自然会调用上述添加的回调函数，从而切换回socket的处理协程，从上次悬挂点接着往下执行。
之所以做到透明，是因为python socket上打了patch。所谓打patch，就是自己实现了一个socket模块替换了python的标准socket模块。

‘伍’ python如何提高socket速率

python如何提高socket速率，方法如下：
1、使用非阻塞模式：使用socket的setblocking函数可以将socket设置为非阻塞模式，这样可以避免socket处于等待状态，从而提高速度。
2、使用多线程和多进程：利用多线程和多进程可以同时处理多个socket连接，从而提高socket速率。
3、减少数据传输：减少socket发送数据量，可以减少消息传输时间，从而提高socket速度。
4、调整TCP参数：可以通过调整网络参数，如TCP缓冲区大小，TCP超时时间等等，来提高socket速度。
Python是一种计算机编程语言，它简单易学，功能强大，可以用来做日常任务，也可以用来开发复杂的软件和应用程序。它的语法简洁，易于理解，可以大大减少开发时间，节约开发费用。

‘陆’ Python 之 Socket编程(TCP/UDP)

socket(family,type[,protocal]) 使用给定的地址族、套接字类型、协议编号（默认为0）来创建套接字。

有效的端口号： 0～ 65535
但是小于1024的端口号基本上都预留给了操作系统
POSIX兼容系统(如Linux、Mac OS X等)，在/etc/services文件中找到这些预留端口与的列表

面向连接的通信提供序列化、可靠的和不重复的数据交付，而没有记录边界。意味着每条消息都可以拆分多个片段，并且每个消息片段都能到达目的地，然后将它们按顺序组合在一起,最后将完整的信息传递给等待的应用程序。
实现方式(TCP)：
传输控制协议（TCP）， 创建TCP必须使用SOCK_STREAM作为套接字类型
因为这些套接字（AF_INET）的网络版本使用因特网协议(IP)来搜寻网络中的IP,
所以整个系统通常结合这两种协议(TCP/IP)来进行网络间数据通信。

数据报类型的套接字, 即在通信开始之前并不需要建议连接,当然也无法保证它的顺序性、可靠性或重复性
实现方式(UDP)
用户数据包协议（UDP), 创建UDP必须使用SOCK_DGRAM (datagram)作为套接字类型
它也使用因特网来寻找网络中主机，所以是UDP和IP的组合名字UDP/IP

注意点:
1）TCP发送数据时，已建立好TCP连接，所以不需要指定地址。UDP是面向无连接的，每次发送要指定是发给谁。
2）服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。需要字符串化repr(data)。

TCP的优点： 可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。

TCP的缺点： 慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击 TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。 而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。

什么时候应该使用TCP : 当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。 在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下： 浏览器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输.

UDP的优点： 快，比TCP稍安全 UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的，比如：UDP Flood攻击……

UDP的缺点： 不可靠，不稳定 因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。

什么时候应该使用UDP： 当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。 比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音 QQ视频 TFTP ……