socket通常也稱作"套接字",用於描述IP地址和端口,是一個通信鏈的句柄,應用程序通常通過"套接字"向網絡發出請求或者應答網絡請求。
socket起源於Unix,而Unix/Linux基本哲學之一就是“一切皆文件”,對於文件用【打開】【讀寫】【關閉】模式來操作。 socket就是該模式的一個實現,socket是一種特殊的文件,一些socket函數就是對其進行的操作(打開、讀/寫IO、關閉)。
socket和file的區別:
文件是都是在同一台計算機上,兩個進程之間傳輸數據。
socket可以實現在不同的計算機之間傳輸數據,也就是網絡傳輸數據。比如說qq、打開一個網頁,這些都是socket來實現通信的。
那網絡通信呢又要說到tcp/ip協議和udp協議,socket里面已經封裝好了upd和tcp/ip協議,直接使用就可以了。
簡單說下tcp/ip協議是干嘛的,網絡剛出來的時候,一片混亂,那要傳輸數據就得大家都遵守一個規則,大家都按照這個,然后就出現了tcp/ip協議。也許你聽過3次握手,4次斷開,說的就是tcp/ip連接的一個過程。加入a計算機要和b計算機通信,過程是這樣的
a:在嗎,我可以連你嗎
b:在,你連吧
a:好的,我要給你發數據了
#這就是3次握手,這就建立好通道了,兩台計算機就可以進行通行了。
那么4次斷開是什么呢
a:我要和你斷開了
b:好的,你斷開吧
b:關閉通道
a:關閉通道
為什么關閉2次呢,因為兩端要互相傳數據,挖了兩條路,一條路用來b給a傳數據,另外一條是a給b傳數據,所以是2次關閉,各自關閉各自的通道。這兩條路呢,就有個次叫全雙工,就是兩邊都可以互相發送數據,如果只有一端可以發送數據,那就叫單工。
下面這個圖,就可以看到建立連接的過程和傳輸數據的過程,以及斷開的過程。
而udp協議就比較簡單了,沒有那么復雜的斷開和連接,不需要3次握手,不需要確定客戶端、服務端是否能收到,tcp/ip是必須建立好連接之后,才能發數據,而udp是無連接的,知道ip和端口號直接就是發,它比tcp/ip快,但是不安全。
upd就像寫信一樣,有可能在路上就沒有了,對方沒有收到。而tcp/ip就像打電話一樣,必須得接通才能說話。
下面是udp server端的代碼:
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import socket
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使用UDP協議時,不需要建立連接,只需要知道對方的IP地址和端口號,就可以直接發數據包。但是,能不能到達就不知道了。
雖然用UDP傳輸數據不可靠,但它的優點是和TCP比,速度快,對於不要求可靠到達的數據,就可以使用UDP協議。
我們來看看如何通過UDP協議傳輸數據。和TCP類似,使用UDP的通信雙方也分為客戶端和服務器。服務器首先需要綁定端口
綁定端口和TCP一樣,但是不需要調用listen()方法,而是直接接收來自任何客戶端的數據
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# ipv4 SOCK_DGRAM指定了這個Socket的類型是UDP
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 綁定 客戶端口和地址:
s.bind(('127.0.0.1', 9999))#綁定9999端口號
print('開始聊天了')
while True:
# 接收數據 自動阻塞 等待客戶端請求:
data, addr = s.recvfrom(1024) #接收客戶端發過來的數據和ip地址
data = data.decode()
print('客戶端的ip信息',addr)
print('發過來的數據 %s'%data)
msg = input('你的回復:') #這個是咱們返回的數據
s.sendto(msg.encode(), addr)#把數據發送給客戶端
# recvfrom()方法返回數據和客戶端的地址與端口,這樣,服務器收到數據后,直接調用sendto()就可以把數據用UDP發給客戶端。
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下面是client端的代碼
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import socket
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客戶端使用UDP時,首先仍然創建基於UDP的Socket,然后不需要連接,直接通過sendto()給服務器發數據:
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s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
data = input('data:')
s.sendto(data.encode(), ('127.0.0.1', 9999))#
# 發送數據:
recv = s.recv(1024) #返回的數據
print(recv.decode())
# 接收數據:
s.close()
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先運行server端的代碼再運行client的向server端發送數據,server端再返回數據,做一個簡單的聊天的小程序,結果如下
下面是tcp/ip協議的代碼,server端代碼:
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import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #建立一個tcp/ip scoket
sock.bind(('127.0.0.1',9999)) #綁定端口號
sock.listen(128)#監聽,同時能連多少個客戶端
while True:
print('開始等待下一個客戶端過來。。。')
client,addr = sock.accept() #接收到客戶端的socket,和地址
print('接收到 client數據',addr)
while True:
#
data = client.recv(1024)#獲取到客戶端的數據
data = data.decode()
if not data or data=='bye':
#如果沒有發送過來數據就代表客戶端close了,或者發過來bye代表連接要斷開
print('服務結束',addr)
client.close()#斷開連接,為下一個服務
break
else:#如果他還在發送的話
print('發過來的', data)
msg = input('回復:')
client.send(msg.encode()) # 數據
sock.close()
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#下面是客戶端連接服務端的代碼
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import socket
s = socket.socket()
s.connect(('127.0.0.1',9999)) #連接服務端
while True:#
data = input('data:')
s.send(data.encode())#發送數據
recv = s.recv(1024).decode()
print(recv)
if data=='close':
break
s.close()
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大家可能會想,學這個有啥用呢,其實這些web框架底層就是這么實現的,比如說django、flask這些,會了socket,我們也可以自己開發一個web框架。當然現在只能一次給一個客戶端服務,用了多線程或者多進程就可以為多個客戶端來服務了。
服務端運行結果
下面用多線程,每次有客戶端連過來就啟動一個線程來服務,這樣就可以為多個客戶端服務了,用threading模塊啟動一個線程,來一個請求就啟動一個線程為他服務,代碼如下:
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import socket,threading
class SocketServer:
def __init__(self):
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 建立一個tcp/ip scoket
sock.bind(('127.0.0.1', 9999)) # 綁定端口號
sock.listen(128) # 監聽
self.sock = sock
def start_server(self):
while True:
print('開始等待個客戶端過來')
client,addr = self.sock.accept()
print('客戶【%s】過來了',addr)
t = threading.Thread(target=self.client_recv,args=(client,addr))
t.start()
def client_recv(self,client,addr):
while True:
data = client.recv(1024) # 獲取到客戶端的數據
data = data.decode()
if not data or data == 'bye':
# 如果沒有發送過來數據就代表客戶端close了,或者發過來bye代表連接要斷開
print('服務結束', addr)
client.close() # 斷開連接,為下一個服務
break
else: # 如果他還在發送的話
print('發過來的', data)
msg = '統一回復,人不在'
client.send(msg.encode()) # 數據
if __name__ == '__main__':
t = SocketServer()
t.start_server()
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