关于python:什么是Python中的套接字编程

摘要： 本文涵盖了无关应用 Python 进行套接字编程的所有畛域。套接字能够帮忙您建设这些连贯，而 Python 无疑能够简化连贯。

本文分享自华为云社区《从零开始学 python | 什么是 Python 中的套接字编程以及如何把握它？》，原文作者：Yuchuan。

不可否认，互联网已成为“存在之魂”，其流动以“连贯”或“网络”为特色。应用套接字的最要害的根底之一，使这些网络成为可能。本文涵盖了无关应用 Python 进行套接字编程的所有畛域。套接字能够帮忙您建设这些连贯，而 Python 无疑能够简化连贯。

让咱们疾速看一下本文涵盖的所有主题：

Why use Sockets?
What are Sockets in Python?
How to achieve Socket Programming in Python
What is a server?
What is a client?
Echo Client-Server
Multiple Communications
Transferring Python Objects

• Python pickle module
• How to transfer python objects using the pickle module

Why use Sockets?

套接字是网络的根底。它们使在两个不同程序或设施之间的信息传输成为可能。例如，当您关上浏览器时，您作为客户端正在与服务器建设连贯以进行信息传输。

在深入探讨这种通信之前，让咱们首先弄清楚这些插座的确切含意。

What are Sockets?

一般而言，套接字是为发送和接收数据而构建的外部端点。单个网络将具备两个套接字，每个通信设施或程序一个。这些套接字是 IP 地址和端口的组合。依据所应用的端口号，单个设施能够具备 n 个插槽。不同的端口可用于不同类型的协定。请看以下图像，以理解无关一些常见端口号和相干协定的更多信息：

当初您曾经理解了套接字的概念，当初让咱们看一下 Python 的 Socket 模块：

如何在 Python 中实现 Socket 编程：
要应用 Python 实现 Socket 编程，您将须要导入 socket 模块或框架。该模块由创立套接字并帮忙它们彼此关联所需的内置办法组成。

一些重要的办法如下：

既然您曾经理解了套接字模块的重要性，那么让咱们持续看一下它如何为 Python 中的套接字编程创立服务器和客户端。

什么是服务器？

服务器能够是程序，计算机或专用于治理网络资源的设施。服务器能够在同一台设施或计算机上，也能够在本地连接到其余设施和计算机，甚至能够近程连贯。有各种类型的服务器，例如数据库服务器，网络服务器，打印服务器等。

服务器通常应用诸如 socket.socket（），socket.bind（），socket.listen（）等办法来建设连贯并绑定到客户端。当初，让咱们编写一个程序来创立服务器。思考以下示例：

例子：

import socket
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((socket.gethostname(),1234))          
#port number can be anything between 0-65535(we usually specify non-previleged ports which are > 1023)
s.listen(5)
 
while True:
    clt,adr=s.accept()
    print(f"Connection to {adr}established")  
   #f string is literal string prefixed with f which 
   #contains python expressions inside braces
    clt.send(bytes("Socket Programming in Python","utf-8")) #to send info to clientsocket

如您所见，创立套接字的第一个必要条件是导入套接字模块。之后，应用 socket.socket（）办法创立服务器端套接字。

NOTE：

AF_INET 是指 Internet 上的地址，它须要一对（主机，端口），其中主机能够是某个特定网站的 URL 或它的地址，并且端口号是整数。SOCK_STREAM 用于创立 TCP 协定。

bind（）办法承受两个参数作为元组（主机，端口）。然而，最好应用 4 位数字的端口号，因为通常占用较小的端口号。listen（）办法容许服务器承受连贯。在这里，5 是同时呈现的多个连贯的队列。此处能够指定的最小值为 0（如果您提供较小的值，则将其更改为 0）。如果未指定任何参数，则采纳默认的适合参数。

在 while 循环容许承受连贯永远。“clt”和“adr”是客户端对象和地址。print 语句仅打印出客户端套接字的地址和端口号。最初，clt.send 用于发送字节数据。

当初咱们的服务器曾经筹备好了，让咱们继续前进到客户端。

什么是客户端？

客户端是从服务器接管信息或服务的计算机或软件。在客户端服务器模块中，客户端从服务器申请服务。最好的例子是 Web 浏览器，例如 Google Chrome，Firefox 等。这些 Web 浏览器向 Web 服务器申请用户批示的所需网页和服务。其余示例包含在线游戏，在线聊天等。

当初让咱们看一下如何用 Python 编程语言编写客户端程序：

例子：

import socket
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((socket.gethostname(), 2346))
msg=s.recv(1024)
print(msg.decode("utf-8"))

第一步是导入套接字模块，而后创立套接字，就像创立服务器时一样。而后，要在客户端 - 服务器之间创立连贯，您须要通过指定（主机，端口）应用 connect（）办法。

留神：当客户端和服务器位于同一台计算机上时，将应用 gethostname。（LAN –本地 IP / WAN –专用 IP）

在这里，客户端心愿从服务器接管一些信息，为此，您须要应用 recv（）办法，并且该信息存储在另一个变量 msg 中。请记住，传递的信息将以字节为单位，并且在上述程序的客户端中，一次传输最多可接管 1024 个字节（缓冲区大小）。能够指定任意数量，具体取决于传输的信息量。

最初，正在传输的音讯应进行解码和打印。

既然您曾经晓得如何创立客户端 - 服务器程序，那么让咱们持续看看如何执行它们。

Echo Client-Server:

要执行这些程序，请关上命令提示符，进入创立了客户端和服务器程序的文件夹，而后键入：

py server.py（在这里，server.py 是服务器的文件名，您也能够应用 py -3.7 server.py）

实现此操作后，服务器将开始运行。要执行客户端，请关上另一个 cmd 窗口，而后键入：

py client.py（此处，client.py 是客户端的文件名）

输入（服务器）：

（客户）

让咱们通过将缓冲区大小减小到 7 来尝试雷同的程序，而后看看咱们失去什么输入：
输入：

如您所见，连贯在传输 7 个字节后终止。但这是一个问题，因为您尚未收到残缺的信息，并且连贯已敞开。让咱们持续解决这个问题。

Multiple Communications:

为了使连贯始终继续到客户端收到残缺的信息，能够应用 while 循环：

例子：

import socket
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((socket.gethostname(), 2346))
while True:
msg=s.recv(7)
print(msg.decode("utf-8"))

实现此操作后，每次传输将以 7 个字节的模式接管残缺的音讯。

然而这一次，如您所见，连贯不会终止，您也不晓得何时会产生连贯。除此之外，如果您实际上不晓得客户端将从服务器接管到的音讯或信息有多大，该怎么办。在这种状况下，您实际上能够在客户端应用以下代码：

例子：

complete_info=''
while True:
    msg = s.recv(7)  
    if len(msg)<=0:
        break
    complete_info += msg.decode("utf-8")
print(complete_info)

在服务器端，应用 close（）办法，如下所示：

clt.close()
输入如下图所示：

输入：

下面的代码块所做的全副工作是，查看信息的大小，并一次将其打印在两个字节的缓冲区中，再在实现连贯后将其敞开。

传输 Python 对象：

直到这里，您才有了传输字符串的窍门。然而，Python 中的套接字编程也容许您传输 Python 对象。这些对象能够是汇合，元组，字典等任何对象。要实现此目标，您将须要导入 Python 的 pickle 模块。

Python pickle 模块：

当您实际上在 python 中序列化或反序列化对象时，Python pickle 模块就会呈现。让咱们看一个小例子，

例子：

import pickle
 
mylist=[1,2,'abc']
mymsg = pickle.dumps(mylist) 
print(mymsg)

输入：b’x80x03] qx00（Kx01Kx02Xx03x00x00x00abcqx01e。

如您所见，在下面的程序中，应用 pickle 模块的 dumps（）函数对 ’mylist’ 进行了序列化。还要留神，输入以“b”结尾，这意味着它已转换为字节。在套接字编程中，能够实现此模块以在客户端和服务器之间传输 python 对象。

如何应用 pickle 模块传递 python 对象构造？

当您将泡菜与套接字一起应用时，您相对能够通过网络传输任何内容。让咱们写下服务器端和客户端对应项，以将列表从服务器传输到客户端：

服务器端：

import socket
import pickle
 
a=10
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((socket.gethostname(), 2133))        #binding tuple
s.listen(5)
while True:
    clt , adr = s.accept()
    print(f"Connection to {adr}established")
 
    m={1:"Client", 2:"Server"}
    mymsg = pickle.dumps(m)  #the msg we want to print later
    mymsg = {len(mymsg):{a}}"utf-8") + mymsg
    clt.send(mymsg)

在这里，m 是一个字典，它基本上是一个 python 对象，须要从服务器发送到客户端。这是通过首先应用 dumps（）序列化对象，而后将其转换为字节来实现的。当初让咱们写下客户端对应的内容：

客户端：

import socket
import pickle
a=10
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((socket.gethostname(), 2133))
 
while True:
    complete_info = b''
    rec_msg = True
    while True:
        mymsg = s.recv(10)
       if rec_msg:
            print(f"The length of message = {mymsg[:a]}")
            x = int (mymsg[:a] )
            rec_msg = False
            complete_info += mymsg
            if len(complete_info)-a == x:
            print("Recieved the complete info")
            print(complete_info[a:])
            m = pickle.loads(complete_info[a:])
            print(m)
            rec_msg = True
complete_info = b''
print(complete_info)

第一个 while 循环将帮忙咱们跟踪残缺音讯（complete_info）以及正在应用缓冲区接管的音讯（rec_msg）。通过设置 rec_设置音讯，而后，在接管音讯时，我所做的就是打印每个音讯，并在大小为 10 的缓冲区中接管该音讯。此大小能够是任何值，具体取决于您的集体抉择。

而后，如果收到的音讯等于残缺的音讯，那么我只是将音讯打印为已接管的残缺信息，而后应用 loads（）将音讯反序列化。下面程序的输入如下：

这使咱们完结了无关应用 Socket 进行编程的本文的结尾。心愿您能分明地了解所有概念。

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