关于网络编程:用-Python-写网络编程三

明天是一个特地的节日，1946 年情人节（原文发表日期是 2021.2.14），世界上第一台计算机 ENIAC 在米国的宾夕法尼亚大学被 new 了，标记着新的时代到来。
计算机陪伴人类曾经走过了 75 个年头，所以明天，没啥特地的事件，请多去陪一陪本人家的电脑，手动狗头，手动狗头。
网络编程会是一个比拟宏大的常识体系，第三篇会开始讲如何 encode 和 decode。
第一篇的数据结构是提供给第三篇应用的，而后通过第二篇的通道进行传输。

复习功课
第一篇地址
第二篇地址

Tcp 网络流，加工过程也能够了解成是字节流到二进制流，字节就是第一篇提到的 bytes。
encode 压包就是把字节流转换到二进制流，那么 Python 是通过怎么做到的呢。

次要分为二种，pickle（python 独有序列化字节数组），struct（从 C 那边继承来的序列化字节数组的）库。
咱们看看 pickle 是如何序列化数据的。

def encode_pickle(packet:bytes):
    """
    压入 pickle
    :param packet: 
    :return: 
    """return pickle.pack(">i",len(packet))+packet

留神这里并没有发包进来，回顾后面的，须要先建设 socket 链接，确认地址，能力进行发包。
pickle.pack(fmt,*args) 的第一个参数 fmt 是个很重要的知识点。

先来理解下最重要的概念之一 fmt, 家喻户晓，Python 是不须要先申明内存宽度，能力编程的。
内存宽度是指内存外面占位的长度，在申明对象前会标注数据类型（动静语言没这个，动态语言很多有主动推断申明的比方 golang var 和:=）

网络编程须要学习这块，是因为操作二进制, 粗疏的话会标记为有符号和无符号。有符号和无符号做一些原子计算，做减法的时候，局部语言须要做一些非凡解决，还好 Python 不必放心这些，有符号个别是指蕴含正数。
short 是有符号的 2 个字节的，unsigned short 是无符号的 2 个字节，正数这个下面图须要背下来。

下面代码外面是 int 和 unsigned int，fmt 后面是主机字节序，”>i” 代表大端有符号的 4 个字节，”<“ 代表小端，”!” 代表不必匹配。
临时不思考具体学字节序转换的问题，目前网络编程是模仿客户端往服务器发。
字节序别离有大端（big endian）和小端（little endian），程序的内容都是以字节为单位的，一个字节 8 位，每个地址对应一个字节。
大端模式就是将数据的高位放在低位地址，低位地址就是左侧。转 16 进制只是给人读的，int 类型 4 个字节，ff 6c 5a 4s。
小端就是大端反过来，是 4s 5a 6c ff。从这里能够发现大小端只是对内存寻址的程序无关，然而内存地址外面的 6c，5a 是不会变成 c6 和 a5 的
这块问题，后期不相熟的话，能够通过问需要来确认如何写。

数据类型前面数字除以 8 就是字节数，数字是 bit。
拿 JS 举个例子：buffer 做视图解决的，比方 Uint32Array，U 代表无符号，。int32 是 4 个字节，Array 能够了解为数组。
字节数组就是多个字节，Python 数据结构就是 bytes 或者 bytearray(这个和前者差异是内存不可变)

Uint64Array 那就是 8 个字节？这个是不非法的。这里有个定长和变长的概念，int 属于定长，int 是不能超过宽度 4 个字节的，所以不会有 Uint64Array，然而能够有 Uint16Array，16/8=2，在内存外面占位 2 个字节。

定长在具体实例内论述，不定长是比拟外围的局部，看下上面 2 个问题：
问题 1：援用类型，比方指针指向一个对象，如果操作这个对象，这个对象宽度是不会扭转的。
问题 2：long 类型，网络编程也是为了模仿客户端向服务器进行发包，long 类型也是不定长的，比方不是 8 的倍数，是 9 个字节。
看 9 个字节是怎么写的。

def encode_pack(packet:str or bytes,size:int,endian:str="big"):
    """
    压包 
    :param packet:
    :param size: 定长
    :param endian:
    :return:
    """
    return int(packet).to_bytes(length=size, byteorder=endian)

print(encode_pack("1256478912".encode("utf-8"),9))

当然这个模式并不是举荐的，更适合用 fmt 外面去拼接，比方大端 9 个字节 - -，间接用 >9s 就行了。
struct 和 pickle 实质是一样的，实质一样就好比 Json 和 bjson 和其余 json 一样，办法都是一样的。当初能够把后面的给串起来。

def encode_9_buffer(packet: bytes):
    """
    压入 9 个字节的缓存区
    :param packet:
    :return:
    """return struct.pack(">9s", len(packet).to_bytes(length=9, byteorder="big")) + packet

pg = "hello world".encode()
print(struct.calcsize(">9s"))  #长度 9
print(encode_9_buffer(pg)) #b'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x0bhello world'

后面 9s 是一整个包的例子，这里预报下，前面不定长，也是游戏产业最罕用的，第 4 篇会提到。以后章节其实能够满足互联网的一些 TCP 前置的网络编程了。
应用 pickle 压入缓存区 4 个字节大端 hello world，而后应用 struct 去解包还原，来验证正反序列化可兼容。
所以 python 写的后端如果是用 pickle 的，用 struct 也是能够的。

def encode_pickle(packet: bytes):
    """
    压入 pickle
    :param packet:
    :return:
    """return pickle.pack(">i", len(packet)) + packet

def decode_unpack(packet: bytes):
    """
    unpack 包 这里不蕴含 struct.unpack
    :param packet: 
    :return: 
    """
    # 因为包头是 4 个字节，合法性验证是先切出 4 个字节。if len(packet) >= 4:
        return packet[4:].decode()

if __name__ == '__main__':
    pg = "hello world".encode()
    packet = encode_pickle(pg)
    print(decode_unpack(packet))

回顾之前说的知识点。一个数据包由包头和包体组成，包头是 4 个字节（外面寄存着包体长度）。
简略判断合法性就是先看是否包残缺，包残缺由 2 个局部组成，第一个局部是 4 个字节，那么就是先判断大于等于 4 个字节，而后解包先去掉头部 4 个字节，那外面的就是包体内容。
包体内容还原就是 decode(), 上面看看如何取出包头外面的包体长度

struct.unpack(">i",packet[:4])

其余内容能够看第四篇文章。

本文在 2021.02.14 首发于 TesterHome 社区，作者是资深游戏测试开发工程师陈子昂。用 Python 写网络编程共四篇，明天给大家分享其中第三篇。原文链接：https://testerhome.com/topics/27910*

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关于网络编程:用-Python-写网络编程三

前言

Tcp pickle

网络自定义字节和字节序

pickle 和 struct 混合

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