Python3 Socket编程
Python 是一种简单的脚本语言，拥有强大的功能，笔者昨晚接触一个项目，用到 Socket 编程，之前就用过 Python 写过 Socket 项目，然记忆苦短，早已忘之。在网上搜到的各种信息良莠不济，并不能达到理想的效果。因而，在这里将 Python Socket 编程记录一下，方便网友参考，也方便自己日后用到此文。
1 TCP Socket 服务器编写
1.1 基础知识
1.1.1 调用 socket.socket() 函数创建 Socket 对象
socket_server = socket.socket(family, type)
这里的 socket() 函数的两个参数
- family 代表地址类型，主要有两个值：AF_INET，表示因特网的 IP 地址；AF_UNIX 代表同一台机器上进程间通信
- type 代表套接字的类型，主要有 SOCK_STREAM（流套接字，TCP）以及 SOCK_DGRAM（数据报套接字，UDP）
1.1.2 使用 bind() 函数绑定IP地址及端口号
socket_server.bind(address)
请注意，如果在创建 socket 对象时，family 类型选择的是 AF_INET，这里的 address 应当是一个元组类型的数据，即（ip地址，端口号）。
1.1.3 使用 listen() 函数监听端口
socket_server.listen(backlog)
backlog 通常是一个十进制的整型数，代表服务器允许连接的最大客户端数目。
1.1.4 通过 accept() 函数等待客户请求一个连接
con_socket, addr = socket_server.accept()
运行 accept 函数后，socket 进等待状态，等待客户请求连接。当客户请求连接时，accept 方法建立连接并返回服务器，返回一组含两个元素的元组（connection，address）。connection 是新的 socket 对象，服务器必须通过这个新的对象与客户端进行通信；address 是客户端的 Internet 地址。
1.1.5 在循环体内接收或者发送数据
通常使用一段循环，不断监听客户端发来的数据，或者向客户端发送数据
- send() 发送 二进制 消息，send() 返回值是：已发送的字符个数
- recv() 接收客户端发来的消息，通常使用 recv(1024) 表示本次最大接受 1024 字节的数据，多余数据仍在留在缓冲区，下一次可继续接收
1.1.6 调用 socket.close() 关闭套接字
con.close()
socket_server.close()
先关闭 accept() 函数创建的 socket，再关闭服务端 socket
1.2 调试 socket 服务器程序
好了，说了这么多，言归正传，开始编写 TCP 服务端程序吧！
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
host = ("localhost", 2333)
socket_server = socket.socket()
socket_server.bind(host)
socket_server.listen(5)
while True:
socket_client, addr = socket_server.accept(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
print("客户端：" + str(addr) + "已连接")
# 接收数据
receive_data = socket_client.recv(1024)
print(receive_data.decode("GB2312")) # 接收到的数据需要解码
# 发送数据
socket_client.sendall("哈哈哈，这是服务器发送的数据".encode("GB2312"))
socket_client.close()
socket_server.close()
如上，已经编写好 TCP 服务端，对于多数新手来说，不适宜编写客户端，再与服务器进行通信，这里安利一个小程序，即 网络调试助手 也叫 NetAssist。
这里需要注意的是，Python 发送的实际数据是字节序列，对于 Python3 来说，需要手动指定数据编码方式，由于这里使用了一个小程序作为客户端，而这个客户端使用的中文编码方式是 GB2312，所以服务端如果想发送中文数据，必须也按照此编码方式编码，不然客户端接收到的数据是乱码的。这其实也是将字节与字符串进行转换。
- decoding() 将字符串使用相应编码方式转换成字节
- encoding() 将字节按照某种编码方式转换成字符串
字符串与字节的转换方式还有其他形式，第三节有详细描述。
运行如上程序，再打开 NetAssist
服务端
至此，socket 服务端成功创建，模拟通信也 OK 了。
2 TCP Socket 客户端编写
客户端的编写与服务器类似，不过呢，不需要监听端口，应为客户端是主动联系服务端的。
2.1 基础介绍
由于上面已经详细介绍一些函数的用法，这里简要说明一下客户端创建的过程。
首先是创建一个用于连接服务端的 socket
socket_client = socket.socket(family, type)
然后连接服务器，这里使用 connect() 函数，其实与服务器的 bind() 类似。需要注意的是，这里的 address 参数也是一个元组，仍然与 bind() 参数一样。
socket_client.connect(address)
连接成功之后，客户端就可以与服务端进行正常的通信了。仍然使用 send()/sendall() 和 recv() 进行消息的发送和接收。
最后需要关闭客户端的套接字
socket_client.close()
2.2 客户端程序实战
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
server = ("localhost", 2333)
socket_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
socket_client.connect(server)
print("服务器：" + str(server) + " 已连接")
while True:
receive_data = socket_client.recv(1024)
print(receive_data.decode("GB2312"))
socket_client.sendall("这是一条来自客户端的消息".encode("GB2312"))
socket_client.close()
同样的，我们可以使用 NetAssist 进行调试，即使用该小程序创建一个客户端
客户端数据
最后呢，就可以将服务器和客户端一起连通起来，正式进行 socket 通信。
3 UDP Socket 通信
通过1，2 两节的说明，相信大家对 TCP 的服务端、客户端的创建都有了一个较为清晰的认识了。由于 UDP 是无连接的，因此比 TCP Socket 的创建更为简单。
与 TCP 明显不同的是
- 在创建 socket 对象时，使用 SOCK_DGRAM
- UDP 编程严格意义上来说，不存在服务器和客户端的说法，同样一套程序，既可以作为服务端也可以作为客户端。只是通信的时候，通常会把原始发送方称之为 UDP 客户端，接收方称之为服务端
socket_udp = socket.socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
3.1 代码实例
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
host = ("localhost", 2444)
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
#server_socket.bind(host)
while True:
#data, addr = server_socket.recvfrom(1024) # 与 TCP 不同之处
print("来自 " + str(addr) + " 的数据：" + str(data, encoding="GB2312")) # 字节转字符串
server_socket.sendto(bytes("服务器发送的数据", encoding="GB2312"), addr) # 字符串转字节
server_socket.close()
同样的，我们使用 NetAssist 辅助调试程序
编写的 UDP 服务端接受数据
其实可以看出，UDP 编程，服务器确实也可以当作客户端来使用，因为不涉及到 TCP 的三次握手，服务器和客户端都可以随意发送数据，而不需要等待对方回应。
3.2 Python 中字节与字符串的转换
这里需要说明一点的是，与 1.2节 在字符串与字节转换处理上不同的一点是：
- bytes(字符串, encoding=“GB2312”) 将字符串使用相应编码方式转换成字节
- str(字节, decoding=“GB2312”) 将字节按照某种编码方式(这里是GB2312)转换成字符串
这与下面（即1.2节）的转换方式其实是相同的
- 字符串.decoding(“GB2312”) 将字符串使用相应编码方式转换成字节
- 字节.encoding(“GB2312”) 将字节按照某种编码方式转换成字符串