Python常見面試題的詳解16

1. 如何強行關閉客戶端和服務器之間的連接？

在網絡編程中，有時需要強行中斷客戶端和服務器之間的連接。對于基于 TCP 協議的連接，由于其面向連接的特性，需要采取特定的步驟來確保連接被正確關閉；而 UDP 是無連接協議，處理方式相對簡單。

服務器端（TCP）

python

import socket# 創建 TCP 套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 綁定地址和端口
server_socket.bind(('localhost', 8888))
# 開始監聽
server_socket.listen(1)print("Waiting for a connection...")
# 接受客戶端連接
conn, addr = server_socket.accept()
print(f"Connected by {addr}")try:# 強制關閉連接# 先禁用讀寫conn.shutdown(socket.SHUT_RDWR)# 關閉連接conn.close()print("Connection closed.")
except Exception as e:print(f"Error closing connection: {e}")

客戶端（TCP）

python

import socket# 創建 TCP 套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 連接到服務器
client_socket.connect(('localhost', 8888))try:# 強制關閉連接client_socket.shutdown(socket.SHUT_RDWR)client_socket.close()print("Connection closed.")
except Exception as e:print(f"Error closing connection: {e}")

服務器端（UDP）

python

import socket# 創建 UDP 套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 綁定地址和端口
server_socket.bind(('localhost', 8888))try:# 停止接收數據并關閉套接字server_socket.close()print("UDP socket closed.")
except Exception as e:print(f"Error closing UDP socket: {e}")

要點

TCP 連接關閉需要先使用 shutdown 方法禁用讀寫，再調用 close 方法關閉連接。
UDP 連接直接調用 close 方法關閉套接字。
在實際應用中，強行關閉連接可能會導致數據丟失或未完成的操作中斷。因此，在關閉連接之前，最好確保所有必要的數據已經傳輸完成。另外，對于 TCP 連接，shutdown 方法可以指定不同的參數，如 socket.SHUT_RD 表示關閉讀通道，socket.SHUT_WR 表示關閉寫通道。

2. 說明 TCP 和 UDP 的區別以及優缺點

TCP（Transmission Control Protocol）和 UDP（User Datagram Protocol）是兩種常見的傳輸層協議，它們在連接性、可靠性、有序性、傳輸效率和首部開銷等方面存在明顯差異。

python

import socket# TCP 服務器示例
def tcp_server():server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_socket.bind(('localhost', 8888))server_socket.listen(1)print("TCP server is listening...")conn, addr = server_socket.accept()data = conn.recv(1024)print(f"Received from {addr}: {data.decode()}")conn.close()# UDP 服務器示例
def udp_server():server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)server_socket.bind(('localhost', 8889))print("UDP server is listening...")data, addr = server_socket.recvfrom(1024)print(f"Received from {addr}: {data.decode()}")server_socket.close()if __name__ == "__main__":import threadingtcp_thread = threading.Thread(target=tcp_server)udp_thread = threading.Thread(target=udp_server)tcp_thread.start()udp_thread.start()

要點

對比項	TCP	UDP
連接性	面向連接，需三次握手建立連接，四次揮手斷開連接	無連接，直接發送數據
可靠性	提供可靠傳輸，有確認、重傳、滑動窗口機制	不可靠，可能丟包、亂序
有序性	保證數據有序接收	不保證數據有序
傳輸效率	相對較低，有連接建立和斷開開銷	相對較高，無連接開銷
首部開銷	一般為 20 字節	固定為 8 字節
優點	可靠、有序，適用于文件傳輸、網頁瀏覽	高效、開銷小，適用于實時性要求高的場景
缺點	效率低、資源占用多	不可靠、不保證有序

在選擇使用 TCP 還是 UDP 時，需要根據具體的應用場景來決定。例如，對于視頻會議、在線游戲等對實時性要求較高的應用，即使可能會有少量數據丟失，也更適合使用 UDP；而對于文件下載、電子郵件等對數據準確性要求較高的應用，則應選擇 TCP。

3. 簡述瀏覽器通過 WSGI 請求動態資源的過程

WSGI（Web Server Gateway Interface）是 Python Web 應用程序和 Web 服務器之間的標準接口，它定義了 Web 服務器如何與 Python 應用程序進行通信。瀏覽器通過 WSGI 請求動態資源的過程涉及多個環節。

python

def simple_app(environ, start_response):"""簡單的 WSGI 應用"""status = '200 OK'headers = [('Content-type', 'text/plain; charset=utf-8')]start_response(status, headers)return [b'Hello, World!']if __name__ == '__main__':from wsgiref.simple_server import make_serverhttpd = make_server('localhost', 8000, simple_app)print("Serving on port 8000...")httpd.serve_forever()

要點

瀏覽器發起 HTTP 請求。
Web 服務器（如 Apache、Nginx）接收請求。
Web 服務器將請求信息封裝成符合 WSGI 規范的環境變量和可調用對象，調用 WSGI 應用程序。
WSGI 應用程序處理請求，可能訪問數據庫、調用其他服務。
WSGI 應用程序返回響應信息。
Web 服務器將響應信息封裝成 HTTP 響應，發送給瀏覽器。
瀏覽器解析渲染頁面。

WSGI 使得 Python Web 應用程序可以在不同的 Web 服務器上運行，提高了代碼的可移植性。常見的 Python Web 框架如 Flask、Django 都遵循 WSGI 規范。

4. 說明瀏覽器訪問 www.baidu.com 的過程

當用戶在瀏覽器中輸入 www.baidu.com 并回車后，瀏覽器會經歷一系列步驟來獲取并顯示百度的網頁。

python

import sockettry:ip = socket.gethostbyname('www.baidu.com')print(f"The IP address of www.baidu.com is {ip}")
except socket.gaierror as e:print(f"DNS resolution error: {e}")

要點

DNS 解析：瀏覽器先檢查本地 DNS 緩存，若沒有則向本地 DNS 服務器查詢，本地 DNS 服務器若沒有則逐級向根 DNS 服務器、頂級域名 DNS 服務器、權威 DNS 服務器查詢，最終獲取目標網站的 IP 地址。
TCP 連接：使用獲取到的 IP 地址和端口號（通常是 80 或 443），通過三次握手與服務器建立 TCP 連接。
HTTP 請求：瀏覽器向服務器發送 HTTP 請求，包含請求方法、URL、請求頭和請求體。
服務器處理請求：服務器根據請求內容進行處理，可能涉及數據庫查詢、應用程序調用等。
HTTP 響應：服務器處理完請求后，向瀏覽器發送 HTTP 響應，包含響應狀態碼、響應頭和響應體。
瀏覽器解析渲染頁面：瀏覽器解析響應內容，構建 DOM 樹、CSSOM 樹，合并成渲染樹，進行布局和繪制。
TCP 連接關閉：頁面渲染完成后，通過四次揮手關閉 TCP 連接。

在實際過程中，還可能涉及到 HTTPS 協議的加密和解密過程，以及緩存策略的應用，以提高訪問速度和性能。

5. 說明Post 和 Get 請求的區別

Post 和 Get 是 HTTP 協議中常用的兩種請求方法，它們在參數傳遞方式、安全性、數據長度限制、緩存和使用場景等方面存在差異。

python

import requests# Get 請求示例
response_get = requests.get('https://www.example.com', params={'key': 'value'})
print(f"Get response status code: {response_get.status_code}")# Post 請求示例
data = {'key': 'value'}
response_post = requests.post('https://www.example.com', data=data)
print(f"Post response status code: {response_post.status_code}")

要點

對比項	Get	Post
參數傳遞方式	參數附加在 URL 后面	參數放在請求體中
安全性	參數暴露在 URL 中，不安全	參數在請求體中，相對安全
數據長度限制	URL 長度有限制	無數據長度限制
緩存	會被瀏覽器緩存	一般不會被緩存
使用場景	適用于獲取數據	適用于提交數據

在實際開發中，需要根據具體的需求選擇合適的請求方法。同時，對于敏感信息的傳遞，即使使用 Post 請求，也建議采用 HTTPS 協議進行加密傳輸。

6. 說明cookie 和 session 的區別

Cookie 和 Session 是 Web 開發中用于跟蹤用戶狀態的兩種機制，它們在存儲位置、安全性、數據大小、有效期和應用場景等方面有所不同。

python

from flask import Flask, request, make_response, sessionapp = Flask(__name__)
app.secret_key = 'your_secret_key'@app.route('/set_cookie')
def set_cookie():resp = make_response('Setting cookie...')resp.set_cookie('username', 'John')return resp@app.route('/get_cookie')
def get_cookie():username = request.cookies.get('username')return f'Cookie username: {username}'@app.route('/set_session')
def set_session():session['user'] = 'John'return 'Setting session...'@app.route('/get_session')
def get_session():user = session.get('user')return f'Session user: {user}'if __name__ == '__main__':app.run(debug=True)

要點

對比項	Cookie	Session
存儲位置	客戶端瀏覽器	服務器端
安全性	不安全，可能被分析和欺騙	相對安全，數據在服務器端
數據大小	單個 Cookie 不超過 4K，一個站點最多保存 20 個	無數據大小限制
有效期	可通過 `Expires` 或 `Max - Age` 控制	默認瀏覽器關閉失效，可設置延長
應用場景	保存基本信息，如用戶名、偏好設置	保存登錄狀態、購物車信息

在使用 Cookie 和 Session 時，需要注意安全性問題。對于 Cookie，可以設置 HttpOnly 和 Secure 屬性來提高安全性；對于 Session，需要對會話 ID 進行加密和管理，防止會話劫持。

7.? HTTP 協議有哪些狀態碼

HTTP 狀態碼是服務器返回給客戶端的三位數字代碼，用于表示請求的結果。常見的狀態碼可以分為五類。

python

import requestsresponse = requests.get('https://www.example.com')
print(f"Response status code: {response.status_code}")

要點

狀態碼分類	含義	常見狀態碼及說明
1xx（信息性狀態碼）	表示臨時響應，用于通知客戶端部分請求已被接收	100 Continue：客戶端應繼續發送請求
2xx（成功狀態碼）	表示請求成功	200 OK：請求成功；201 Created：資源已創建；204 No Content：請求成功但無返回內容
3xx（重定向狀態碼）	表示需要進一步操作以完成請求	301 Moved Permanently：資源永久移動；302 Found：資源臨時移動；304 Not Modified：資源未修改，可使用緩存
4xx（客戶端錯誤狀態碼）	表示客戶端請求有錯誤	400 Bad Request：請求語法錯誤；401 Unauthorized：未授權；403 Forbidden：服務器拒絕執行；404 Not Found：資源不存在
5xx（服務器錯誤狀態碼）	表示服務器處理請求時出現錯誤	500 Internal Server Error：服務器內部錯誤；502 Bad Gateway：網關或代理接收到無效響應；503 Service Unavailable：服務器臨時不可用

在實際開發中，根據不同的狀態碼可以進行相應的處理。例如，當返回 404 狀態碼時，可以顯示自定義的錯誤頁面；當返回 500 狀態碼時，需要記錄錯誤日志以便排查問題。

8. 什么是三次握手和四次揮手

三次握手是 TCP 建立連接的過程，確保雙方都有發送和接收數據的能力；四次揮手是 TCP 斷開連接的過程，確保雙方都能正確關閉連接。

python

# 模擬三次握手
def three_way_handshake():print("Client: SYN, seq=x")print("Server: SYN+ACK, seq=y, ack=x+1")print("Client: ACK, ack=y+1")print("Connection established.")# 模擬四次揮手
def four_way_wave():print("Client: FIN, seq=u")print("Server: ACK, ack=u+1")print("Server: FIN, seq=v")print("Client: ACK, ack=v+1")print("Connection closed.")if __name__ == "__main__":print("Three-way handshake:")three_way_handshake()print("\nFour-way wave:")four_way_wave()

要點

三次握手：

客戶端發送 SYN 包，請求建立連接。
服務器發送 SYN+ACK 包，同意建立連接并確認客戶端請求。
客戶端發送 ACK 包，確認服務器請求，連接建立。

四次揮手：

客戶端發送 FIN 包，請求關閉連接。
服務器發送 ACK 包，確認客戶端關閉請求。
服務器發送 FIN 包，請求關閉連接。
客戶端發送 ACK 包，確認服務器關閉請求，連接斷開。

三次握手和四次揮手是 TCP 協議保證連接可靠性的重要機制。在實際網絡環境中，可能會出現丟包、超時等情況，需要通過重傳機制來確保連接的正常建立和關閉。

9. 什么是 TCP 的 2MSL

MSL（Maximum Segment Lifetime）是指一個 TCP 分段在網絡中最大的生存時間。2MSL 即兩倍的 MSL 時間。在 TCP 連接關閉過程中，主動關閉連接的一方在發送最后一個 ACK 包后，會進入 TIME - WAIT 狀態并保持 2MSL 時間。

python

# 模擬 TCP 連接關閉進入 TIME - WAIT 狀態
def tcp_connection_close():print("Client sends FIN to close connection.")print("Server sends ACK.")print("Server sends FIN.")print("Client sends ACK and enters TIME - WAIT state for 2MSL.")if __name__ == "__main__":tcp_connection_close()