利用python實現TCP和UDP服務器

　　利用python的socket模塊可以實現基本的網絡編程，並且只限於一對一的連接。當然，也可以在其基礎上實現一個網絡服務器，但由於太底層這種做法不被推薦。其實如果要實現一個網絡服務器很簡單，調用python的內置模塊socketserver就夠了。

server類

　　socketserver模塊下面有四種套接字server類：TCPserver， UDPServer， UnixStreamServer， UnixDatagramServer。前兩種分別為使用TCP和UDP協議的server類，后兩種用法和前面一樣但只限於unix類系統。它們的參數都一樣，如下：

TCPServer(server_address, RequestHandlerClass, bind_and_activate=True)

• 參數server_address： IP地址和端口，為一個元組如： ("127.0.0.1", 8000)
• 參數RequestHandlerClass： 一個自定義的handle類，主要負責實現連接到來時所要執行的操作。后面會介紹怎么自定義。
• 參數bind_and_activate: 默認為True。如果設置為False，代表你得手動操作底層的socket，這樣會更加靈活。

前面的四種類都繼承自一個BaseServer類，實現了基本方法和屬性：

• fileno(): 返回一個服務器正綁定的socket文件描述符。
  
• handle_requeset(): 處理一個請求。依次執行 get_request(), verify_request(), 和 process_request() 方法。用戶自定義的handleclass下的handle方法拋出異常，服務器的handle_error()會被調用。
• server_forever(poll_interval=0.5): 進入一個循環， 一直接收並處理請求直到一個顯示的 shutdown() 請求到來。默認每隔0.5秒輪詢（pull）一次。
• shutdown(): 告訴server_forever()得到的循環結束循環。
• server_address(): 返回正在監聽的IP和端口，如：("127.0.0.1", 80)
• socket: 正使用的socket對象
• socket_type: socket類型，通常為：socket.SOCK_STREAM和socket.SOCK_DGRAM
• timeout: 超時時間。

請求處理類

　　通常需要繼承BaseRequestHandler，並重寫hanle（）方法。當一個網絡請求被創建時，一個新的實例就會被創建。

 class socketserver.BaseRequestHandler

　　方法如下：

• setup(): 在handle（）被調用前被執行，一般用於一些初始化操作。默認不執行任何操作。
• handle(): 當一個請求到來后，用戶所要執行操作，這個方法應該被重寫，操作self.request。
• finish(): handle之后調用的函數，用於執行一個清理工作。

server代碼如下：

import socketserver

class echorequestserver(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        print('服務端啟動...')
        conn = self.request
        print('獲得連接：', self.client_address)
        while True:
            client_data = conn.recv(1024)
            if not client_data:
                print('斷開連接')
                break
            print(client_data.decode('utf-8'))
            print('開始發送...')
            conn.sendall(client_data)
            
if __name__ == '__main__':
    server =socketserver.TCPServer(("127.0.0.1", 8000),echorequestserver)  # 使用處理單連接的TCPServer
    server.serve_forever()

客戶端代碼如下：

import socket,time

s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.connect(('127.0.0.1',8000))

while True:
    st = input('input command: ')
    if not st:break
    s.send(st.encode('utf-8'))
    
    echo_back = s.recv(1024)
    print(echo_back.decode('utf-8'))
 
s.close()

 

　　當然，以上例子是用於單線程的情況。如果想同時接收多個連接，可以換成ThreadingTCPServer，用法和上面完全一樣。不過這種情況下，建議使用線程池以避免突然面臨多個連接同時到來的情況。