Python语言程序设计实验（5）—— Python网络并发与Web

实验1：多进程编程-多个函数并发执行

题目描述：

利用multiprocessing多进程包完成以下2项编程任务。实验效果如图1-1所示。

（1）分别创建8个函数worker_1( )、worker_2( )、worker_3( )、worker_4( )、worker_5( )、worker_6( )、worker_7( )、worker_8( )。

（2）分别将这8个函数创建为8个进程，并实现并发执行。

提示： 使用multiprocessing.Process( )函数创建进程，start( )函数启动进程。

import multiprocessing
import time

def worker_1(interval):
    print("worker_1 start.")
    time.sleep(interval)
    print("worker_1 end.")

def worker_2(interval):
    print("worker_2 start.")
    time.sleep(interval)
    print("worker_2 end.")

def worker_3(interval):
    print("worker_3 start.")
    time.sleep(interval)
    print("worker_3 end.")

def worker_4(interval):
    print("worker_4 start.")
    time.sleep(interval)
    print("worker_4 end.")

def worker_5(interval):
    print("worker_5 start.")
    time.sleep(interval)
    print("worker_5 end.")

def worker_6(interval):
    print("worker_6 start.")
    time.sleep(interval)
    print("worker_6 end.")

def worker_7(interval):
    print("worker_7 start.")
    time.sleep(interval)
    print("worker_7 end.")

def worker_8(interval):
    print("worker_8 start.")
    time.sleep(interval)
    print("worker_8 end.")

if __name__=="__main__":
    p1 = multiprocessing.Process(target = worker_1,args = (2,))
    p2 = multiprocessing.Process(target = worker_2,args = (3,))
    p3 = multiprocessing.Process(target = worker_3,args = (4,))
    p4 = multiprocessing.Process(target = worker_4,args = (5,))
    p5 = multiprocessing.Process(target = worker_5,args = (6,))
    p6 = multiprocessing.Process(target = worker_6,args = (7,))
    p7 = multiprocessing.Process(target = worker_7,args = (8,))
    p8 = multiprocessing.Process(target = worker_8,args = (9,))
    
    p1.start()
    p2.start()
    p3.start()
    p4.start()
    p5.start()
    p6.start()
    p7.start()
    p8.start()

    print("---------------START---------------")
    print("The number of CPU is:"+str(multiprocessing.cpu_count()))
    for p in multiprocessing.active_children():
        print("child p.name:"+p.name+"\tp.id"+str(p.pid))
    print("---------------END---------------")

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实验2：多线程编程-定时自动关闭窗口

题目描述：

利用tkinter图形界面库和threading多线程包完成以下2项编程任务。

（1）利用tkinter库设计如图2-1所示的程序界面。

（2）分别创建3个函数autoClose1( )、autoClose2( )和autoClose3( )，然后利用threading库将这3个函数创建为3个线程，并实现并发执行。

提示： 使用threading.Thread( )函数创建线程，start( )函数启动线程。

import tkinter
import threading
import time
#创建窗口
win = tkinter.Tk()
win.title("倒计时自动关闭窗口")
win.geometry("500x468")
#添加文本内容
t = tkinter.Text(win)
t.place(x=10,y=10,width=470,height=230)
t.insert(1.1,"假设阅读这些文字需要10秒钟时间")
#设置三个不同颜色的语句
Time1 = tkinter.Label(win,fg="red",anchor="w")
Time1.place(x=10,y=250,width=170)
Time2 = tkinter.Label(win,fg="green",anchor="w")
Time2.place(x=10,y=300,width=170)
Time3 = tkinter.Label(win,fg="blue",anchor="w")
Time3.place(x=10,y=350,width=170)
#创建三个函数
def autoClose1():
    for i in range(10):
        Time1["text"] = "距离窗口关闭还有{}秒".format(10-i)
        time.sleep(1)
def autoClose2():
    for i in range(20):
        Time2["text"] = "距离窗口关闭还有{}秒".format(20-i)
        time.sleep(1)
def autoClose3():
    for i in range(30):
        Time3["text"] = "距离窗口关闭还有{}秒".format(30-i)
        time.sleep(1)
#将三个函数创建为三个线程，并实现并行执行
t1 = threading.Thread(target=autoClose1)
t1.start()
t2 = threading.Thread(target=autoClose2)
t2.start()
t3 = threading.Thread(target=autoClose3)
t3.start()
#显示窗口
win.mainloop()

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实验3：Socket网络编程-服务器和客户端通信

题目描述：

利用tkinter图形界面库和socket套接字包完成以下3项编程任务。

（1）利用socket库创建1个服务器端实时监听程序，绑定主机IP地址（默认127.0.0.1）和端口（8123）。用于实时监听客户端状态，接收客户端消息，并即时发送消息给对应客户端。程序如图3-1所示。

（2）利用tkinter库和socket库分别创建2个客户端收发消息程序，连接服务器端主机，实现与服务器端之间消息发送与消息接收的功能。2个客户端程序界面如图3-2所示。

（3）实现服务器和客户端的连接及单对多的并发通信功能。

提示： 使用socket.socket( )创建服务器端，bind( )绑定监听端口，listen( )实现监听，accept( )接受客户端连接和地址，recv( )接收消息，send( )发送消息；使用socket.socket( )创建客户端1和客户端2，connect( )连接服务器，recv( )接收消息，send( )发送消息。

import socket
from time import ctime

bufsize = 1024
host = '127.0.0.1'
port = 8123
address = (host,port)
server_sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
server_sock.bind(address)
server_sock.listen(1)

while True:
    print('开始等待...')
    clientsock,addr=server_sock.accept()
    print('received from:',addr)
    while True:
        data = str(clientsock.recv(bufsize),encoding="utf-8")
        print('received-->%s\n%s'%(ctime(),data))
        data = input("send-->")
        clientsock.send(bytes(data,encoding="utf-8"))
    clientsock.close()
server_sock.close()

from socket import *
from time import ctime

bufsize = 1024
host = '127.0.0.1'
port = 8123
address = (host,port)

client_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
client_sock.connect(address)

while True:
    data = input("发送-->")
    if not data:
        break
    else:
        client_sock.send(bytes(data,encoding="utf-8"))
        data = str(client_sock.recv(bufsize),encoding="utf-8")
        print('收到-->%s\n%s'%ctime(),data)
client_sock.close()

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实验4：综合Web编程-Flask框架

题目描述：

利用Web开发框架包flask完成4项编程任务。

（1）创建门户信息展示部分。分别建立4个路由渲染呈现4个网页。

路由@app.route(’/’)呈现门户信息主页index.html；如图4-1所示。

路由@app.route(’/test1’)呈现信息显示子页show_test1.html；

路由@app.route(’/test2’)呈现信息显示子页show_test2.html；

路由@app.route(’/test3’)呈现信息显示子页show_test3.htm。

其中show_test1.html、show_test2.html、show_test3.html三个信息显示子页是通过模板生成网页show.html生成模板框架并模板显示信息的。

在index.html主页中分别通过超级链接进入各自子页。

（2）创建前端用户平台部分。分别建立5个路由渲染呈现4个网页。

路由@app.route(’/user_login’)呈现用户登录主页user_login.html；如图4-2所示。

路由@app.route(’/user_platform’)呈现用户平台主页user_platform.html；

路由@app.route(’/user/’)呈现参数传递子页query_user.html；如图4-3所示。

路由@app.route(’/query_user’)呈现参数传递子页query_user.html；如图4-4所示。

路由@app.route(’/query_url’)呈现方向路由子页query_url.html。如图4-5所示。

其中@app.route(’/user/’)和@app.route(’/query_user’)共用呈现query_user.html；




（3）创建后台管理平台部分。分别建立2个路由渲染呈现2个网页。

路由@app.route(’/admin_login’)呈现管理登录主页admin_login.html；如图4-6所示。

路由@app.route(’/admin_platform’)呈现管理平台主页admin_platform.html。

（4）创建其他信息提示部分。分别建立1个路由和两个错误句柄渲染呈现3个网页。

路由@app.route(’/info’)呈现其他信息子页info.html；如图4-7所示。

路由@app.errorhandler(404)呈现错误信息子页404.html；如图4-8所示。

路由@app.errorhandler(500)呈现错误信息子页500.html。如图4-9所示。



提示：

（1）Web系统架构一般分为四个组成部分，分别是门户信息展示、前端用户平台、后台管理平台和其他信息提示。

（2）本实验需要建立1个flask_web根目录，其中包含1个flask_web.py文件和1个templates子目录。

flask_web.py文件代码包含12个路由和2个错误句柄，用于启动Web服务和运行对应程序功能。

templates子目录包含13个网页。

主目录结构与文件数量如图4-10所示。

（3）使用Flask( )创建app，route( )实现路由，render_template( )呈现网页，request.args.get( )传递参数，flash( )获取数据，url_for( )方向路由，abort( )错误中止。

from flask import Flask,request,url_for,render_template,flash,abort
app=Flask(__name__)
app.secret_key="123" 
#(1) 门户信息展示
@app.route('/') #一级路由
def index():
    title1="index"
    header1="Welcome to index page"
    content1="This is the index page!"
    content2=["hello python","hello wpf","hello kalof"]
    #渲染呈现门户信息主页index.html
    return render_template('index.html',title=title1, header=header1, content=content1, contents=content2)

@app.route('/test1') #正向路由1
def test1():
    title1="show"
    header1="Welcome to show_test1 page"
    content1="This is the test1 page!"
    #渲染呈现模板生成网页show.html，模板显示信息子页show_test1.html
    return render_template('show_test1.html',title=title1, header=header1, content=content1)

@app.route('/test2') #正向路由2
def test2():
    title1="show"
    header1="Welcome to show_test2 page"
    content1="This is the test2 page!"
    #渲染呈现模板生成网页show.html，模板显示信息子页show_test2.html
    return render_template('show_test2.html',title=title1, header=header1, content=content1)

@app.route('/test3') #正向路由1
def test3():
    title1="show"
    header1="Welcome to show_test3 page"
    content1="This is the test3 page!"
    #渲染呈现模板生成网页show.html，模板显示信息子页show_test3.html
    return render_template('show_test3.html',title=title1, header=header1, content=content1)
#前端用户平台
@app.route('/user_login') #二级路由
def user_login():
    #return "hzau"  #测试保留    
    title1="user_login"
    header1="Welcome to user_login page"
    content1="Hello wpf, this is the user login page!"
    #渲染呈现用户登录主页user_login.html
    return render_template('user_login.html',title=title1, header=header1, content=content1)

@app.route('/user_platform') 
def user_platform():    
    title1="user_platform"
    header1="Welcome to user_platform page"
    content1="Hello wpf, this is the user platform page!"
    #渲染呈现用户平台主页user_platform.html
    return render_template('user_platform.html',title=title1, header=header1, content=content1)

@app.route('/user/', methods=['GET','POST']) #路由传参方法一  例如：'users/123'
def user_id(uid):
    title1="query_user"
    header1="Welcome to query_user page"
    content1="Hello wpf, this is the query user page!"
    content2="query user:"+ uid
    #渲染呈现参数传递子页query_user.html
    return render_template('query_user.html',title=title1, header=header1, content1=content1, content2=content2)

@app.route('/query_user', methods=['GET','POST']) #路由传参方法二 例如：'query_users?uid=123'
def query_user_uid():
    try:
        uid=request.args.get("uid")
        uname=request.args.get("uname")
        if int(uid): #判断必须是整数
            title1="query_user"
            header1="Welcome to query_user page"
            content1="Hello wpf, this is the query user page!"
            if uname:
                content2="query user: id="+ uid + ", " +"name=" + uname
            else:
                content2="query user: id="+ uid
            #渲染呈现参数传递子页query_user.html
            return render_template('query_user.html',title=title1, header=header1, content1=content1, content2=content2)
        else:
            abort(500)  #否则提交500错误中止码
    except:
        abort(500)  #否则提交500错误中止码

@app.route('/query_url') #反向路由
def query_url():
    #查找到对应url地址        
    title1="query_url"
    header1="Welcome to query_url page"
    content1="Hello wpf, this is the query url page!"
    content2="query url:"+ url_for('user_login')
    #渲染呈现反向路由子页query_url.html
    return render_template('query_url.html',title=title1, header=header1, content1=content1, content2=content2)
#后台管理平台
@app.route('/admin_login', methods=['GET','POST']) #二级路由
def admin_login():
    #return "hzau"  #测试保留    
    title1="admin_login"
    header1="Welcome to admin_login page"
    content1="Hello wpf, this is the admim login page!"
    #渲染呈现管理登录主页admin_login.html
    return render_template('admin_login.html',title=title1, header=header1, content=content1)

@app.route('/admin_platform') 
def admin_platform():    
    title1="admin_platform"
    header1="Welcome to admin_platform page"
    content1="Hello wpf, this is the admin platform page!"
    #渲染呈现管理平台主页admin_platform.html
    return render_template('admin_platform.html',title=title1, header=header1, content=content1)
#其他信息提示
@app.route('/info')
def info():
    title1="info"
    header1="Welcome to info page"
    flash("Hello python3 and wpf!") #代替content, 需要关联app.secret_key="123"配合使用
    #渲染呈现其他信息子页info.html
    return render_template('info.html',title=title1, header=header1)

@app.errorhandler(404) #错误句柄,提示404错误信息
def not_found1(e):
    title1="error:404"
    header1="Welcome to error:404 page"
    content1="This page went to Mars!"
    #渲染呈现错误信息子页404.html
    return render_template('404.html',title=title1, header=header1, content=content1)

@app.errorhandler(500) #错误句柄,提示500错误信息
def not_found2(e):
    title1="error:500"
    header1="Welcome to error:500 page"
    content1="This page has been aborted!"
    #渲染呈现错误信息子页500.html
    return render_template('500.html',title=title1, header=header1, content=content1)
#主程序入口
if __name__=="__main__":
    app.run(host="127.0.0.1",port=8081)