[python]初探socket

1.什么是socket？

Socket中文译做：套接字，可是你们通常约定俗称的都用：socket。我想在解释socket是什么以前，先说它是用来干吗的：socket是来创建‘通讯’的基础，创建链接，传输数据————‘通讯端点’。

个人理解：每一个socket对象就是一个抽象的‘通讯对象’，而‘通讯对象’作的事情就是发送或者接受信息。就想生活中：每一个联网的计算机就是一个socket对象，每一个打电话的人也是一个socket对象。

每一个编程语言几乎都现成的socket类，为何？你见过不能上网的计算机吗～有了socket类，咱们只须要调用这个类就能愉快的进行网络编程了，也就是接下来要说的：python中的socket编程。

2.python中的socket编程

正如上面说的同样，socket是传输数据的，传输数据是如何传送？要效率仍是要准确性？因此socket分为两种：面向链接和无链接。

1. 面向链接：使用的TCP协议，就是在传输数据以前，先创建可靠的链接，而后数据以字节流的形式传输。从而保证了数据的可靠、不重复、有序性。由于是字节流，因此没有数据边界，能够把一份数据拆分红多份，这样有利于传输的效率。

2. 无链接：使用的UDP协议，传输数据以前不须要创建链接，数据以报文的形式传输。

总结： 二者的区别在于——是否创建链接；数据传输的形式（报文或者数据流）

TCP Socket

TCP Socket通讯流程图：

下面就是使用python语言，编写服务器端的例子：

# coding: utf-8
#  服务器端代码
import socket

print '我是服务端！'
HOST = ''                 
PORT = 50007              
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)  # 建立TCP socket对象
s.bind((HOST, PORT))  # 绑定地址
s.listen(1)  # 监听TCP，1表明：操做系统能够挂起(未处理请求时等待状态)的最大链接数量。该值至少为1
conn, addr = s.accept()  # 开始被动接受TCP客户端的链接。
print '链接的地址', repr(addr)
while 1:
    data = conn.recv(1024)  # 接受TCP数据，1024表示缓冲区的大小
    if not data: break
    print '接收到:', repr(data)
    conn.sendall(data)  # 把从客户端接收来的数据完整的，发送给客户端
conn.close()

如今服务器端的TCP socket已经开始监听：50007端口，等待客户端的链接。接下来就是写客户端的socket，让这两个soket链接起来，产生通讯。

# coding: utf-8
import socket

print '我是客户端！'
HOST = 'localhost'    # 服务器的ip
PORT = 50007              # 须要链接的服务器的端口
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
print "发送'hello world'"
s.sendall('Hello, world')  # 发送‘Hello，world’给服务器
data = s.recv(1024)
s.close()
print '接收到', repr(data)  # 打印从服务器接收回来的数据

让他们跑起来：

1. python server.py，先运行服务器端的代码
2. 再开一个终端，python client.py，运行客户端的代码
3. 结果以下：
   

UDP Socket

UDP是无链接，同时发送的是报文，因此和TCP Socket有一些不同的地方，参照下面socket的方法和属性表，修改上面的代码就能够了。

1.Socket类型

套接字格式：
socket(family, type[,protocal])使用给定的地址族、套接字类型、协议编号（默认为0）来建立套接字。

地址族

地址族	描述
socket.AF_UNIX	只可以用于单一的Unix系统进程间通讯(本地通讯)
socket.AF_INET	服务器之间网络通讯
socket.AF_INET6	使用IPv6地址，进行通讯

套接字类型

套接字类型	描述
socket.SOCK_STREAM	流式socket，用于TCP
socket.SOCK_DGRAM	数据报式socket，用于UDP

实例

实例	描述
建立TCP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
建立UDP Socket	s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

2.Socket函数

1. TCP发送数据时，已创建好TCP链接，因此不须要指定地址。UDP是面向无链接的，每次发送要指定是发给谁。
2. 服务端与客户端不能直接发送列表，元组，字典。只能传字符串(repr(data)或str(data))。

服务端socket函数

服务端socket函数	描述
s.bind(address)	将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址.
s.listen(backlog)	开始监听TCP传入链接。backlog指定在拒绝链接以前，操做系统能够挂起的最大链接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就能够了。
s.accept()	接受TCP链接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，能够用来接收和发送数据。address是链接客户端的地址。

客户端socket函数

客户端socket函数	描述
s.connect(address)	链接到address处的套接字。通常address的格式为元组（hostname,port），若是链接出错，返回socket.error错误。
s.connect_ex(adddress)	功能与connect(address)相同，可是成功返回0，失败返回errno的值。

公共socket函数

公共socket函数	描述
s.recv(bufsize[,flag])	接受TCP套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其余信息，一般能够忽略。
s.send(string[,flag])	发送TCP数据。将string中的数据发送到链接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。
s.sendall(string[,flag])	完整发送TCP数据。将string中的数据发送到链接的套接字，但在返回以前会尝试发送全部数据。成功返回None，失败则抛出异常。
s.recvfrom(bufsize[.flag])	接受UDP套接字的数据。与recv()相似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
s.sendto(string[,flag],address)	发送UDP数据。将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。
s.close()	关闭套接字。
s.getpeername()	返回链接套接字的远程地址。返回值一般是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回套接字本身的地址。一般是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字选项的值。
s.settimeout(timeout)	设置套接字操做的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。通常，超时期应该在刚建立套接字时设置，由于它们可能用于链接的操做（如connect()）
s.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，若是没有设置超时期，则返回None。
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	若是flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，不然将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，若是调用recv()没有发现任何数据，或send()调用没法当即发送数据，那么将引发socket.error异常。
s.makefile()	建立一个与该套接字相关连的文件

TODO

粘包，分包，非阻塞socket，实现全双工？

参考

• 杨云1028 的BLOG
• Python Socket HowTO
• Python Socket官方文档