引言
在互聯網時代，網絡編程已經成為開發人員必備的技能之一。無論是Web開發、實時通信還是分布式計算，都離不開網絡編程的支持。Python提供的socket模塊為我們提供了簡潔而強大的接口，可以輕松實現客戶端和服務器之間的通信。
Socket編程是網絡編程的重要部分，主要用于在不同計算機之間進行通信。Python提供了一個非常強大的socket庫，使得網絡編程變得簡單和靈活。本篇博文將詳細介紹Python的socket編程，包括基礎概念、核心組件、常用功能，并附上一個綜合的示例及其運行結果。
什么是socket
Socket是網絡通信的端點，它允許不同的計算機之間進行數據交換。在Python中，socket是通過socket模塊來實現的。Socket的通信過程主要包括創建socket對象、綁定地址、監聽連接、發送和接收數據等步驟。
socket套接字類型
在 Python 中，socket類型主要有以下幾種：
流式套接字stream(SOCK_STREAM)：提供面向連接的、可靠的字節流服務。常用于TCP協議。數據報套接字dgram(SOCK_DGRAM)：提供無連接的、不可靠的數據報服務。常用于UDP協議。
TCP和UDP
TCP(Transmission Control Protocol)：面向連接的、可靠的協議，適用于需要保證數據準確傳輸的場景。UDP(User Datagram Protocol)：無連接的、不可靠的協議，適用于需要快速傳輸數據但不要求數據準確到達的場景。
socket服務端核心組件
1.創建socket對象
使用socket.socket()函數可以創建一個 socket對象。該函數的兩個參數分別指定了地址族和套接字類型。
import socket#創建名為server的一個socket對象
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
socket.AF_INET：表示使用IPv4地址。socket.SOCK_STREAM：表示套接字類型為流式套接字，即TCP。
2.綁定地址和端口
服務端需要綁定一個 IP地址和端口號，使得客戶端可以找到并連接到服務器。
- 使用
對象名.bind()進行綁定，bind()括號中是一個元組類型的
#綁定ip地址和服務的端口號
server.bind(("127.0.0.1", 10086))
3.監聽連接
服務器端需要監聽來自客戶端的連接請求。
- 使用
對象名.listen()函數進行監聽，listen()括號中是一個int類型，表示允許連接的最大連接數
#監聽的最大連接數是3
server.listen(3)
4.接受連接
服務器端使用 對象名.accept() 函數接受客戶端的連接請求。
- 該函數會發生
阻塞，直到有客戶端連接。 - 如果有
客戶端連接了，accept()返回2個值，第一個是client的socket對象，第二個是client的ip地址和端口
#通過接受到的客戶端連接，來獲取client的socket對象，從而獲取client發送過來的消息
client_sock, client_address = server.accept()
client_sock是一個客戶端socket對象client_address是客戶端的地址信息，是一個元組(ip地址, 端口號)
5.接受client端消息client_sock.revc(1024)
- 使用返回的
client_sock對象與客戶端進行數據交換。可以使用client_sock.recv()方法接收客戶端發送的數據， recv()能接受的最大字節數為1024個字節，所以recv()括號中填寫int類型的數字表示字節數，如果接受的字節數大于1024會發生粘包recv()方法在接受數據時會發生阻塞recv()會返回一個編碼后的數據，所以我們在查看數據的時候，需要進行data.decode("utf-8")進行解碼
data = client_sock.recv(1024)
print(data.decode("utf-8"))
6.發送響應給client端
6.1client_sock.send()
發送時，需要對數據進行編碼，常使用encode("utf-8")對數據進行編碼send()可能會發送數據的全部或部分。如果緩沖區已滿或網絡狀況不佳，它可能只會發送部分數據。send()方法返回一個整數，表示實際發送的字節數
response = "收到了"
byte_number = client_sock.send(response.encode("utf-8"))
print(byte_number) #此時byte_number值為9，因為一個漢字在utf-8中占3個字節
6.2client_sock.sendall()
發送時，需要對數據進行編碼，常使用encode("utf-8")對數據進行編碼- 如果由于
網絡擁塞或其他原因，數據不能立即發送完畢，sendall()會繼續嘗試發送數據，直到所有數據都發送完畢。
client_sock.sendall("接受到了".encode("utf-8"))
7.關閉client端連接
使用close()函數可以關閉socket連接。
client_sock.close()
8.關閉server端連接
使用close()函數可以關閉socket連接。
server.close()
socket客戶端核心組件
1.創建socket對象
使用socket.socket()函數可以創建一個 socket對象。該函數的兩個參數分別指定了地址族和套接字類型。
import socket#創建名為client的一個socket對象
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
socket.AF_INET：表示使用IPv4地址。socket.SOCK_STREAM：表示套接字類型為流式套接字，即TCP。
2.連接server端
client端需要使用client對象.connect()函數連接到服務端。connect()括號中是一個元組類型，第一個參數表示服務端ip，第二個參數表示服務端開發的端口
client.connect(("127.0.0.1", 10086))
3.發送請求給server端
3.1client.send()
發送時，需要對數據進行編碼，常使用encode("utf-8")對數據進行編碼send()可能會發送數據的全部或部分。如果緩沖區已滿或網絡狀況不佳，它可能只會發送部分數據。send()方法返回一個整數，表示實際發送的字節數
request = "你好服務端"
byte_number = client.send(request.encode("utf-8"))
print(byte_number) #此時byte_number值為15，因為一個漢字在utf-8中占3個字節
3.2client.sendall()
發送時，需要對數據進行編碼，常使用encode("utf-8")對數據進行編碼- 如果由于
網絡擁塞或其他原因，數據不能立即發送完畢，sendall()會繼續嘗試發送數據，直到所有數據都發送完畢。
client.sendall("你好服務端".encode("utf-8"))
4.接受server端響應client.revc(1024)
- 使用
client對象，可以使用client.recv(1024)方法接收server端響應的數據， recv()能接受的最大字節數為1024個字節，所以recv()括號中填寫int類型的數字表示字節數，如果接受的字節數大于1024會發生粘包recv()方法在接受數據時會發生阻塞recv()會返回一個編碼后的數據，所以我們在查看數據的時候，需要進行data.decode("utf-8")進行解碼
data = client.recv(1024)
print(data.decode("utf-8"))
5.關閉client端連接
使用close()函數可以關閉socket連接。
client.close()
示例
server端
import socketclass TCPSERVER:def __init__(self, ip, port):self.ip = ipself.port = portself.number = 5 #設置服務端監聽個數def serverTCP(self):server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #tcpserver.bind((self.ip, self.port))server.listen(self.number)client_sock, client_address = server.accept()while True:try: #tcp中不允許client先關機，如果先關機，服務端會報錯，所以這里使用try異常捕獲# 接受client消息data = client_sock.recv(1024)print(data.decode("utf-8"))# 響應clientclient_sock.sendall("響應：".encode("utf-8")+data)except ConnectionAbortedError:breakclient_sock.close()server.close()if __name__ == '__main__':s = TCPSERVER("127.0.0.1", 10080)s.serverTCP()
client端
import socketclass TCPCLIENT:def __init__(self, ip, port):self.server_ip = ipself.server_port = portdef clientTCP(self):client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #tcpclient.connect((self.server_ip, self.server_port))while True:msg = input(">>(quit退出):").strip()if not msg: #tcp不能發送空白消息continueif msg == "quit":break# client端發送數據client.sendall(msg.encode("utf-8"))# client端接受響應data = client.recv(1024)print(data.decode("utf-8"))client.close()if __name__ == '__main__':c = TCPCLIENT("127.0.0.1", 10080)c.clientTCP()
測試
必須先啟動server端，再啟動client端
