socket套接字

一, 为什么使用socket

• socket就是网络通信的工具,也叫套接字,任何一门语言都有socket,他不是任何一个语言的专有名词,而是大家通过自己的程序与其他电脑进行网络通信的时候都用它.用自己的电脑和别人的电脑进行联系并发送消息或者文件等操作就叫做网络通信.
• 避免学习各层的接口,以及协议的使用,socket已经封装好了所有的接口,直接使用这些接口或者方法即可,提升开发效率
• socket在python就是一个模块,通过使用模块提供的功能,建立客户端与服务端的通信,使用方便

二, socket套接字的工作流程

一, TCP协议下的socket

• 服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接.在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了.客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束

  

• 细说socket()模块函数用法

  import socket
  socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
   socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。
  
   获取tcp/ip套接字
  tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  
  获取udp/ip套接字
  udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
  
  由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
  例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
  服务端套接字函数
  s.bind()    绑定(主机,端口号)到套接字
  s.listen()  开始TCP监听
  s.accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来
  
  客户端套接字函数
  s.connect()     主动初始化TCP服务器连接
  s.connect_ex()  connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
  
  公共用途的套接字函数
  s.recv()            接收TCP数据
  s.send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
  s.sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
  s.recvfrom()        接收UDP数据
  s.sendto()          发送UDP数据
  s.getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址
  s.getsockname()     当前套接字的地址
  s.getsockopt()      返回指定套接字的参数
  s.setsockopt()      设置指定套接字的参数
  s.close()           关闭套接字
  
  面向锁的套接字方法
  s.setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式
  s.settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间
  s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间
  
  面向文件的套接字的函数
  s.fileno()          套接字的文件描述符
  s.makefile()        创建一个与该套接字相关的文件
  

• 单个客户端与服务端通信

  # 模拟通话
  # server.py服务器文件
  import socket
  
  # phone = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  phone = socket.socket()  # 默认是基于网络类型,TCP
  phone.bind(('192.168.137.1', 8080))  # 绑定ip和端口
  phone.listen(5)  # 同一时刻可以接收5个请求,但是可以有N多个链接
  conn, addr = phone.accept()  # 接收链接请求
  # conn: 链接通道   addr: 客户端的ip和端口
  from_client = conn.recv(1024)  # 一次接收的最大限制  bytes
  print(from_client.decode('utf-8'))
  conn.send('你是不是傻'.encode('utf-8'))  # 回复
  conn.close()   # 关闭通道
  phone.close()  # 关闭系统
  ------------------------------------------------------
  # client.py客户端文件
  import socket
  phone = socket.socket()
  phone.connect(('192.168.137.1', 8080))  # 请求与服务器端建立链接
  
  phone.send('hello'.encode('utf-8'))
  from_server = phone.recv(1024)
  print(from_server.decode('utf-8'))
  phone.close()
  

• 通信循环

  # server.py服务器文件
  import socket
  
  phone = socket.socket()
  phone.bind(('192.168.137.1', 8080))
  phone.listen(5)
  conn, addr = phone.accept()
  
  while 1:  # 循环收发消息
      try:
          from_client = conn.recv(1024)
          print(from_client.decode('utf-8'))
  
          conn.send('你是不是傻'.encode('utf-8'))
      except ConnectionResetError:
          break
  conn.close()
  phone.close()
  -----------------------------------------------------
  # client.py客户端文件
  import socket
  phone = socket.socket()
  phone.connect(('192.168.137.1', 8080))  # 请求与服务器端建立链接
  
  while 1:
      to_server = input('>>>:')
      if to_server.upper() == 'Q':
          break
      phone.send(to_server.encode('utf-8'))
      from_server = phone.recv(1024)
      print(from_server.decode('utf-8'))
  phone.close()
  

• 通信,连接循环

  # server.py服务器文件
  import socket
  
  phone = socket.socket()
  phone.bind(('192.168.137.1', 8080))
  phone.listen(5)
  
  while 1:  # 循环链接客户端
      conn, addr = phone.accept()
      while 1:  # 循环收发消息
          try:
              from_client = conn.recv(1024)
              print(from_client.decode('utf-8'))
  
              conn.send('你是不是傻'.encode('utf-8'))
          except ConnectionResetError:
              break
      conn.close()
  
  -----------------------------------------------------
  # client.py客户端文件
  import socket
  phone = socket.socket()
  phone.connect(('192.168.137.1', 8080))  # 请求与服务器端建立链接
  
  while 1:
      to_server = input('>>>:')
      if to_server.upper() == 'Q':
          break
      phone.send(to_server.encode('utf-8'))
      from_server = phone.recv(1024)
      print(from_server.decode('utf-8'))
  phone.close()
  

• 远程执行命令

  # server.py服务器文件
  import socket
  import subprocess
  
  phone = socket.socket()
  phone.bind(('192.168.137.1', 8080))
  phone.listen(5)
  
  while 1:  # 循环链接客户端
      conn, addr = phone.accept()
      while 1:  # 循环收发消息
          try:
              cmd = conn.recv(1024)
              ret = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                                     shell=True,
                                     stdout=subprocess.PIPE,
                                     stderr=subprocess.PIPE)
              correct_msg = ret.stdout.read()   # 正确命令执行结果
              error_msg = ret.stderr.read()     # 错误命令报错信息
              to_client = correct_msg + error_msg
              conn.send(to_client)
          except ConnectionResetError:
              break
      conn.close()
  ---------------------------------------------------------
  # client.py客户端文件
  import socket
  phone = socket.socket()
  phone.connect(('192.168.137.1', 8080))  # 请求与服务器端建立链接
  
  while 1:
      to_server = input('>>>:')
      if to_server.upper() == 'Q':
          break
      phone.send(to_server.encode('utf-8'))
      from_server = phone.recv(1024)
      print(from_server.decode('gbk'))  # subprocess在windows默认用gbk编码
  phone.close()
  

• 详解recv的工作原理

  '''
  源码解释：
  Receive up to buffersize bytes from the socket.
  接收来自socket缓冲区的字节数据，
  For the optional flags argument, see the Unix manual.
  对于这些设置的参数，可以查看Unix手册。
  When no data is available, block untilat least one byte is available or until the remote end is closed.
  当缓冲区没有数据可取时，recv会一直处于阻塞状态，直到缓冲区至少有一个字节数据可取，或者远程端关闭。
  When the remote end is closed and all data is read, return the empty string.
  关闭远程端并读取所有数据后，返回空字符串。
  '''
  ----------------------------------------------------------
  # 服务端
  # 1,验证服务端缓冲区数据没有取完,又执行了recv,recv会继续取值
  import socket
  
  phone =socket.socket()
  phone.bind(('127.0.0.1',8080))
  phone.listen(5)
  
  conn, client_addr = phone.accept()
  from_client_data1 = conn.recv(2)
  print(from_client_data1)
  from_client_data2 = conn.recv(2)
  print(from_client_data2)
  from_client_data3 = conn.recv(1)
  print(from_client_data3)
  conn.close()
  phone.close()
  
  # 客户端
  import socket
  phone = socket.socket()
  phone.connect(('127.0.0.1',8080))
  phone.send('hello'.encode('utf-8'))
  time.sleep(20)
  
  phone.close()
  ----------------------------------------------------------
  # 服务端
  # 2,验证服务端缓冲区取完了,又执行了recv,此时客户端20秒内不关闭的前提下,recv处于阻塞状态
  
  import socket
  
  phone =socket.socket()
  phone.bind(('127.0.0.1',8080))
  phone.listen(5)
  
  conn, client_addr = phone.accept()
  from_client_data = conn.recv(1024)
  print(from_client_data.decode('utf-8'))
  conn.recv(1024) # 此时程序阻塞20秒左右,因为缓冲区的数据取完了,并且20秒内,客户端没有关闭
  print(222)
  
  conn.close()
  phone.close()
  
  # 客户端
  import socket
  import time
  phone = socket.socket()
  phone.connect(('127.0.0.1',8080))
  phone.send('hello'.encode('utf-8'))
  time.sleep(20)
  
  phone.close()
  ----------------------------------------------------------
  # 服务端
  # 3,验证服务端缓冲区取完了,又执行了recv,此时客户端处于关闭状态,则recv会取到空字符串
  
  import socket
  
  phone =socket.socket()
  phone.bind(('127.0.0.1',8080))
  phone.listen(5)
  
  conn, client_addr = phone.accept()
  from_client_data1 = conn.recv(1024)
  print(from_client_data1)
  from_client_data2 = conn.recv(1024)
  print(from_client_data2)
  from_client_data3 = conn.recv(1024)
  print(from_client_data3)
  conn.close()
  phone.close()
  
  # 客户端
  import socket
  
  phone = socket.socket()
  phone.connect(('127.0.0.1',8080))
  phone.send('hello'.encode('utf-8'))
  phone.close()
  

二, UDP协议下的socket

1. udp是无链接的,先启动哪一端都不会报错

   

2. UDP协议下的socket通讯流程:

   • 先从服务器端说起.服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),recvform接收消息.这个消息有两项(元组),消息内容(第一项)和对方客户端的地址(元组(ip,端口号)),然后回复消息时也要带着你收到的这个客户端的地址,发送回去,最后关闭连接,一次交互结束

     # 服务端
     import socket
     udp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)  # 基于网络,UDP协议的socket
     udp_server.bind(('192.168.13.19', 2020))
     while 1:
         f_c = udp_server.recvfrom(1024)
         print(f'来自{f_c[1]}的消息:', f_c[0].decode('utf-8'))
         t_c = input('>>>:').strip().encode('utf-8')
         udp_server.sendto(t_c, f_c[1])
     
     # 虽然看起来像是多个数据同时接收,但其实还是串行,需要分别回复
     ---------------------------------------------------
     # 客户端
     import socket
     udp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
     
     while 1:
         t_s = input('>>>:').strip().encode('utf-8')
         udp_client.sendto(t_s, ('192.168.13.19', 2020))
         f_s = udp_client.recvfrom(1025)
         print(f'来自{f_s[1]}的消息:', f_s[0].decode('utf-8'))
     

三, 黏包问题

一, socket缓冲区

• 每个socket被创建后都会分配两个缓冲区,输入缓冲区和输出缓冲区.write()/send() 并不立即向网络中传输数据,而是先将数据写入缓冲区中,再由TCP协议将数据从缓冲区发送到目标机器.一旦将数据写入到缓冲区,函数就可以成功返回,不管它们有没有到达目标机器,也不管它们何时被发送到网络,这些都是TCP协议负责的事情.TCP协议独立于write()/send()函数,数据有可能刚被写入缓冲区就发送到网络,也可能在缓冲区中不断积压,多次写入的数据被一次性发送到网络,这取决于当时的网络情况,当前线程是否空闲等诸多因素,不由程序员控制.read()/recv()函数也是如此,也从输入缓冲区中读取数据,而不是直接从网络中读取

• 这些I/O缓冲区特性可整理如下:

  • I/O缓冲区在每个TCP套接字中单独存在
  • I/O缓冲区在创建套接字时自动生成
  • 即使关闭套接字也会继续传送输出缓冲区中遗留的数据
  • 关闭套接字将丢失输入缓冲区中的数据

• 输入输出缓冲区的默认大小一般都是8 K

  import socket
  server = socket.socket()
  server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)  # 重用ip地址和端口
  server.bind(('127.0.0.1',8010))
  server.listen(3)
  print(server.getsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_SNDBUF))  # 输出缓冲区大小
  print(server.getsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_RCVBUF))  # 输入缓冲区大小
  

二, 黏包的原因

• 只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包

• 发送端可以是一K一K地发送数据,而接收端的应用程序可以两K两K地提走数据,当然也有可能一次提走3K或6K数据,或者一次只提走几个字节的数据,也就是说,应用程序所看到的数据是一个整体,或说是一个流(stream),一条消息有多少字节对应用程序是不可见的,因此TCP协议是面向流的协议,这也是容易出现粘包问题的原因.而UDP是面向消息的协议,每个UDP段都是一条消息,应用程序必须以消息为单位提取数据,不能一次提取任意字节的数据,这一点和TCP是很不同的.

• 怎样定义消息呢?可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息,需要明白的是当对方send一条信息的时候,无论底层怎样分段分片,TCP协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区

• 例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件,发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的,在接收方看了,根本不知道该文件的字节流从何处开始,在何处结束

• 所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的.

• 此外,发送方引起的粘包是由TCP协议本身造成的,TCP为提高传输效率,发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个TCP段.若连续几次需要send的数据都很少,通常TCP会根据优化算法把这些数据合成一个TCP段后一次发送出去,这样接收方就收到了粘包数据

• TCP(transport control protocol 传输控制协议)是面向连接的,面向流的,提供高可靠性服务.收发两端(客户端和服务器端)都要有一一成对的socket,因此,发送端为了将多个发往接收端的包,更有效的发到对方,使用了优化方法(Nagle算法),将多次间隔较小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后进行封包.这样,接收端,就难于分辨出来了,必须提供科学的拆包机制.即面向流的通信是无消息保护边界的.

• UDP(user datagram protocol 用户数据报协议)是无连接的,面向消息的,提供高效率服务.不会使用块的合并优化算法, 由于UDP支持的是一对多的模式,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)采用了链式结构来记录每一个到达的UDP包,在每个UDP包中就有了消息头(消息来源地址,端口等信息),这样,对于接收端来说,就容易进行区分处理了.即面向消息的通信是有消息保护边界的.

• tcp是基于数据流的,于是收发的消息不能为空,这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制,防止程序卡住,而udp是基于数据报的,即便是你输入的是空内容(直接回车),那也不是空消息,udp协议会帮你封装上消息头.

• udp的recvfrom是阻塞的,一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失,这意味着udp根本不会粘包,但是会丢数据,不可靠.

• tcp的协议数据不会丢,没有收完包,下次接收,会继续上次继续接收,己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容.数据是可靠的,但是会粘包.

• 两种情况下会发生粘包:

  • 接收方没有及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(服务端发送了一段数据,客户端只收了一小部分,客户端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)

    # 服务端
    import socket
    import subprocess
    phone = socket.socket()
    phone.bind(('127.0.0.1', 8080))
    phone.listen(5)
    
    while 1:
        conn, client_addr = phone.accept()
        while 1:
            try:
                cmd = conn.recv(1024)
                ret = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                                       shell=True,
                                       stdout=subprocess.PIPE,
                                       stderr=subprocess.PIPE)
                correct_msg = ret.stdout.read()
                error_msg = ret.stderr.read()
                conn.send(correct_msg + error_msg)
            except ConnectionResetError:
                break
        conn.close()
    phone.close()
    ---------------------------------------------------
    # 客户端
    import socket
    phone = socket.socket() 
    phone.connect(('127.0.0.1', 8080))
    
    while 1:
        cmd = input('>>>')
        phone.send(cmd.encode('utf-8'))
    
        from_server_data = phone.recv(1024)
    
        print(from_server_data.decode('gbk'))
    
    phone.close() 
    # 由于客户端发的命令获取的结果大小已经超过1024,那么下次在输入命令,会继续取上次残留到缓存区的数据
    

  • 发送数据时间间隔很短,数据也很小,会合到一起,产生粘包

    # 服务端
    import socket
    
    phone = socket.socket()
    phone.bind(('127.0.0.1', 8080))
    phone.listen(5)
    conn, client_addr = phone.accept()
    
    frist_data = conn.recv(1024)
    print('1:', frist_data.decode('utf-8'))  # 1: helloworld
    second_data = conn.recv(1024)
    print('2:', second_data.decode('utf-8'))
    
    conn.close()
    phone.close()
    --------------------------------------------------
    # 客户端
    import socket
    
    phone = socket.socket()  
    phone.connect(('127.0.0.1', 8080)) 
    
    phone.send(b'hello')
    phone.send(b'world')
    
    phone.close()  
    
    # 两次返送信息时间间隔太短,数据小,造成服务端一次收取
    

三, 黏包的解决方案

1. struct模块: 该模块可以把一个类型,如数字,转成固定长度的bytes

   

   import struct
   # 将一个数字转化成等长度的bytes类型。
   ret = struct.pack('i', 183346)
   print(ret, type(ret), len(ret))
   
   # 通过unpack反解回来
   ret1 = struct.unpack('i', ret)[0]
   print(ret1, type(ret1), len(ret1))
   
   # 但是通过struct处理不能处理太大的数字
   ret = struct.pack('l', 4323241232132324)
   print(ret, type(ret), len(ret))  # 报错
   

2. 解决方案一:

   问题的根源在于,接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度,所以解决粘包的方法就是围绕,如何让发送端在发送数据前,把自己将要发送的字节流总数按照固定字节发送给接收端后面跟上总数据,然后接收端先接收固定字节的总字节流,再来一个死循环接收完所有数据

   # 服务端
   import socket
   import subprocess
   import struct
   
   phone = socket.socket()
   phone.bind(('127.0.0.1', 8080))
   phone.listen(5)
   
   while 1:
       conn, client_addr = phone.accept()
       while 1:
           try:
               cmd = conn.recv(1024)
               ret = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                                      shell=True,
                                      stdout=subprocess.PIPE,
                                      stderr=subprocess.PIPE)
               correct_msg = ret.stdout.read()
               error_msg = ret.stderr.read()
               msg = correct_msg + error_msg
               # 1 制作固定报头
               total_size = len(msg)
               header = struct.pack('i', total_size)
   
               # 2 发送报头
               conn.send(header)
   
               # 发送真实数据：
               conn.send(msg)
           except ConnectionResetError:
               break
   
       conn.close()
   phone.close()
   ------------------------------------------------------
   # 客户端
   import socket
   import struct
   
   phone = socket.socket()
   phone.connect(('127.0.0.1', 8080))
   
   while 1:
       cmd = input('>>>').strip()
       if not cmd:
           continue
       phone.send(cmd.encode('utf-8'))
   
       # 1，接收固定报头
       header = phone.recv(4)
       # 2，解析报头
       total_size = struct.unpack('i', header)[0]
       # 3，根据报头信息，接收真实数据
       recv_size = 0
       res = b''
       while recv_size < total_size:
           recv_data = phone.recv(1024)
           res += recv_data
           recv_size += len(recv_data)
       print(res.decode('gbk'))
   phone.close()
   
   # 但是第一版本有问题：
   # 1，报头不只有总数据大小，而是还应该有MD5数据，文件名等等一些数据。
   # 2，通过struct模块直接数据处理，不能处理太大。
   

3. 优化版:可自定制报头版
   可以把报头做成字典,字典里包含将要发送的真实数据的描述信息(大小啊之类的), 然后json序列化,然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节.(我们在网络上传输的所有数据 都叫做数据包,数据包里的所有数据都叫做报文,报文里面不止有你的数据,还有ip地址,mac地址,端口号等等,其实所有的报文都有报头,这个报头是协议规定的)

   发送时：
   先发报头长度
   再编码报头内容然后发送
   最后发真实内容

   接收时：
   先收报头长度,用struct取出来
   根据取出的长度收取报头内容,然后解码,反序列化
   从反序列化的结果中取出待取数据的描述信息,然后去取真实的数据内容

   # 服务端
   import socket
   import json
   import struct
   import hashlib
   import subprocess
   
   my_cmd = socket.socket()
   my_cmd.bind(('192.168.137.1', 2019))
   my_cmd.listen(3)
   
   while 1:
       conn, addr = my_cmd.accept()
       while 1:
           try:
               f_c = conn.recv(1024).decode('utf-8')
               cmd_f_c = subprocess.Popen(f_c,
                                          shell=True,
                                          stdout=subprocess.PIPE,
                                          stderr=subprocess.PIPE
                                          )
               data = cmd_f_c.stdout.read() + cmd_f_c.stderr.read()
               data = data.decode('gbk').encode('utf-8')
               md5 = hashlib.md5()
               md5.update(data)
               md5_data = md5.hexdigest()
               # 1.制作报头
               head_dic = {'md5': md5_data,
                           'file_name': '小马',
                           'file_size': len(data)}
               # 2.将报头转化成json并转化成bytes类型
               head_dic_json_bytes = json.dumps(head_dic).encode('utf-8')
               # 3.获取bytes类型报头的长度并转换为4个字节长度的bytes类型
               len_head_dic_bytes = struct.pack('i', len(head_dic_json_bytes))
               # 4.发送报头的长度
               conn.send(len_head_dic_bytes)
               # 5.发送报头
               conn.send(head_dic_json_bytes)
               # 6.发送原数据
               conn.send(data)
           except Exception:
               break
       conn.close()
   my_cmd.close()
   -------------------------------------------------------
   # 客户端
   import socket
   import struct
   import json
   
   my_cmd = socket.socket()
   my_cmd.connect(('192.168.137.1', 2019))
   
   while 1:
       cmd = input('请输入命令:').strip()
       if not cmd:
           continue
       my_cmd.send(cmd.encode('utf-8'))
       # 1.获取bytes类型报头的长度
       len_head_dic_bytes = my_cmd.recv(4)
       len_head_dic = struct.unpack('i', len_head_dic_bytes)[0]
       # 2.获取报头并反转回来
       head_dic_json_bytes = my_cmd.recv(len_head_dic)
       head_dic_json = head_dic_json_bytes.decode('utf-8')
       head_dic = json.loads(head_dic_json)
       print(f'文件名:{head_dic["file_name"]}	文件的MD5:{head_dic["md5"]}	文件长度:{head_dic["file_size"]}')
       # 3.从报头中取得原数据的bytes长度
       len_data = head_dic['file_size']
       # 4.根据原数据的bytes长度循环取得原数据
       data = b''
       while len(data) < len_data:
           data += my_cmd.recv(1024)
       print(data.decode('utf-8'))
   my_cmd.close()
   

四, socketserver实现并发

1. 为什么要使用socketserver?

   • 之前写的tcp协议的socket只能和一个客户端通信,如果用socketserver可以实现和多个客户端通信.它是在socket的基础上进行了一层封装,也就是说底层还是调用的socket,在py2.7里面叫做SocketServer也就是大写了两个S,在py3里面就小写了.同时可以和多个客户端进行通信,多个人可以同时进行上传下载等.

2. socketserver基础用法:

   # 服务端
   import socketserver
   
   # 必须继承socketserver.BaseRequestHandler
   class MyServer(socketserver.BaseRequestHandler):
       def handle(self):  # 必须是handle名字
           while 1:  # self.request相当于conn管道
               from_client_data = self.request.recv(1024).decode('utf-8')
               print(from_client_data)
               to_client_data = input('>>>:').strip().encode('utf-8')
               self.request.send(to_client_data)
   
   if __name__ == '__main__':
       ip_port = ('127.0.0.1', 2021)
       socketserver.TCPServer.allow_reuse_address = True  # 允许端口重用
       server = socketserver.ThreadingTCPServer(ip_port, MyServer)
       # 对socketserver.ThreadingTCPServer类实例化对象,将ip地址,端口号以及自己定义的类名传入,并返回一个对象
       server.serve_forever()  # 对象执行serve_forever方法,开启服务端
   -------------------------------------------------------
   # 客户端
   import socket
   
   phone = socket.socket()
   phone.connect(('127.0.0.1', 2021))
   while 1:
       content = input('>>>:')
       to_server = '太上老君:' + content
       phone.send(to_server.encode('utf-8'))
       from_server = phone.recv(1024)
       print(from_server.decode('utf-8'))
   

3. sockerserver源码分析:

   

4. 具体流程分析:

   在整个socketserver这个模块中,其实就干了两件事情：1、一个是循环建立链接的部分,每个客户链接都可以连接成功  2、一个通讯循环的部分,就是每个客户端链接成功之后,要循环的和客户端进行通信.
   看代码中的：server = socketserver.ThreadingTCPServer(ip_port, MyServer)
   查找属性的顺序：ThreadingTCPServer->ThreadingMixIn->TCPServer->BaseServer
   实例化得到server,先找ThreadingMixIn中的__init__方法,发现没有init方法,然后找类TCPServer的__init__,在TCPServer中找到,在里面创建了socket对象,进而执行server_bind(相当于bind),server_active(点进去看执行了listen)
   找server下的serve_forever,在BaseServer中找到,进而执行self._handle_request_noblock(),该方法同样是在BaseServer中
   执行self._handle_request_noblock()进而执行request, client_address = self.get_request()(就是TCPServer中的self.socket.accept()),然后执行self.process_request(request, client_address)
   在ThreadingMixIn中找到process_request,开启多线程应对并发,进而执行process_request_thread,执行self.finish_request(request, client_address)
   
   上述四部分完成了链接循环,本部分开始进入处理通讯部分,在BaseServer中找到finish_request,触发自己定义的类的实例化,去找__init__方法,而自己定义的类没有该方法,则去它的父类也就是BaseRequestHandler中找....
   
   源码分析总结：
   基于tcp的socketserver自己定义的类中的:
   　　self.server即套接字对象
   　　self.request即一个链接
   　　self.client_address即客户端地址
   　　
   基于udp的socketserver自己定义的类中的:
   　　self.request是一个元组(第一个元素是客户端发来的数据,第二部分是服务端的udp套接字对象),如(b'adsf', <socket.socket fd=200, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_DGRAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080)>)
   　　self.client_address即客户端地址