python3网络编程模块socket

1、Python 网络编程

Python 提供了两个级别访问的网络服务：
低级别的网络服务支持基本的 Socket，它提供了标准的 BSD Sockets API，可以访问底层操作系统 Socket 接口的全部方法。
高级别的网络服务模块 SocketServer， 它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

2.什么是socket？

socket又称套接字，应用程序通常通过套接字向网络发出请求指令或者应答网络请求，使得主机或者计算上进程间可以通讯。

3.socket（）函数

Python中我们用socket()函数来创建套接字，语法格式如下：

socket.socket([family[,type[,proto]]])

参数
1、family：套接字家族可以使用AF_UNIX或者AF_INET。
2、type：套接字类型可以根据面向连接的还是非连接分为：SOCK_STREAM或者SOCKET_DGRAM。
3、protocol：一般不填默认为0。

函数	描述
服务器端套接字
s.bind()	绑定地址（host,port）到套接字， 在 AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。
s.listen()	开始 TCP 监听。backlog 指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为 1，大部分应用程序设为 5 就可以了。
s.accept()	被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字
s.connect()	主动初始化TCP服务器连接，。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。
s.connect_ex()	connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
公共用途的套接字函数
s.recv()	接收 TCP 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 提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
s.send()	发送 TCP 数据，将 string 中的数据发送到连接的套接字。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()	完整发送 TCP 数据。将 string 中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回 None，失败则抛出异常。
s.recvfrom()	接收 UDP 数据，与 recv() 类似，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()	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() 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(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)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()）
s.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。
s.fileno() 返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。
s.makefile()	创建一个与该套接字相关连的文件

4.简单例子

我们使用 socket 模块的 socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。
客户端

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名：client.py

import socket  # 导入 socket 模块

s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  # 创建 socket 对象
host = socket.gethostname()  # 获取本地主机名
port = 12345  # 设置端口号

s.connect((host, port))
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
s.close()

服务器端

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: UTF-8 -*-
# 文件名：server.py

import socket  # 导入 socket 模块

s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  # 创建 socket 对象
host = socket.gethostname()  # 获取本地主机名
port = 12345  # 设置端口
s.bind((host, port))  # 绑定端口

s.listen(5)  # 等待客户端连接
while True :
    c, addr = s.accept()  # 建立客户端连接
    print('连接地址：%s'% str(addr))
    c.send('人生苦短，我用Python'.encode('utf-8'))
    c.close()  # 关闭连接

运行结果展示：

注意：先运行服务器端程序，在运行客户端程序，否则会报错。
服务器端运行结果：

客户端运行结果：

一定要按顺序运行，否则会出现报错现象。先运行客户端会出现如下错误：

以下是使用TCP / IP协议的最小示例程序：一台服务器，该服务器回显它收到的所有数据（仅为一个客户端提供服务），以及一个使用它的客户端。请注意，服务器必须执行顺序socket（）， bind（），listen（），accept（）（可能重复执行 accept（）以服务多个客户端），而客户端仅需要顺序socket（），connect （）。还要注意，服务器不在 正在侦听的套接字上发送send（） / recv（），而是在accept（）返回的新套接字上发送。

5.支持IPv4例子

服务器端

# Echo server program
import socket

HOST = socket.gethostname()  # 获取本地主机名
PORT = 50007              # Arbitrary non-privileged port
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(1)
conn, addr = s.accept()
print('Connected by', addr)
while True:
    data = conn.recv(1024)
    if not data: break
    conn.send(data)
conn.close()

客户端

# Echo client program
import socket

HOST = socket.gethostname()  # 获取本地主机名
PORT = 50007              # The same port as used by the server
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST,PORT))
s.send(b'Hello, world')
data = s.recv(1024)
s.close()
print('Received', repr(data))

运行结果：
服务端

客户端

6.同时支持IPv4和IPv6

接下来的示例同时支持IPv4和IPv6。服务器端将监听第一个可用的地址族（它应该监听两个）。在大多数支持IPv6的系统上，IPv6优先，服务器可能不接受IPv4流量。客户端将尝试连接到由于名称解析而返回的所有地址，并将流量发送到成功连接的第一个地址。
服务器端

# Echo server program
import socket
import sys

HOST = socket.gethostname()  # 获取本地主机名
PORT = 50007              # Arbitrary non-privileged port
s = None
for res in socket.getaddrinfo(HOST, PORT, socket.AF_UNSPEC,
                              socket.SOCK_STREAM, 0, socket.AI_PASSIVE):
    af, socktype, proto, canonname, sa = res
    try:
        s = socket.socket(af, socktype, proto)
    except socket.error as msg:
        s = None
        continue
    try:
        s.bind(sa)
        s.listen(1)
    except socket.error as msg:
        s.close()
        s = None
        continue
    break
if s is None:
    print('could not open socket')
    sys.exit(1)
conn, addr = s.accept()
print('Connected by', addr)
while True:
    data = conn.recv(1024)
    if not data: break
    conn.send(data)
conn.close()

客户端

# Echo client program
import socket
import sys

HOST = 'daring.cwi.nl'    # The remote host
PORT = 50007              # The same port as used by the server
s = None
for res in socket.getaddrinfo(HOST, PORT, socket.AF_UNSPEC, socket.SOCK_STREAM):
    af, socktype, proto, canonname, sa = res
    try:
        s = socket.socket(af, socktype, proto)
    except socket.error as msg:
        s = None
        continue
    try:
        s.connect(sa)
    except socket.error as msg:
        s.close()
        s = None
        continue
    break
if s is None:
    print('could not open socket')
    sys.exit(1)
s.send(b'Hello, world')
data = s.recv(1024)
s.close()
print('Received', repr(data))

运行结果：

7.参考文献

1、https://www.runoob.com/python/python-socket.html
2、https://docs.python.org/3.0/library/socket.html
3、牛客网Python3入门教程
我写的可能不是特别详细，如果大家对这块知识如果有更好的资料，各位大佬多分享一下。