python基础学习（八）——socket通讯

笔者是一个痴迷于挖掘数据中的价值的学习人，希望在平日的工作学习中，挖掘数据的价值，找寻数据的秘密，笔者认为，数据的价值不仅仅只体现在企业中，个人也可以体会到数据的魅力，用技术力量探索行为密码，让大数据助跑每一个人，欢迎直筒们关注我的公众号，大家一起讨论数据中的那些有趣的事情。

我的公众号为：livandata

参考：http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5040823.html

传输方式有：

http、smtp、dns、ftp、ssh、snmp、ICMP ping、Dhcp：

 

发是send；收是receive

网络有七层模型，即OSI七层模型。

应用——表示——会话——传输——网络（认识ip）——数据链路（认识mac地址）——物理层。

网络连接模式：

TCP/IP：三次握手，四次断开。Svn——ack——SVN+ack

UDP：不安全的数据发送，QQ等。

网络协议的基础是基于socket，socket是对网络的收发信息的封装。

Socket的传送元素有：IP、端口、协议；

其伪代码为：

#发送端：
import socket

socket.TCP/IP
connect(a.ip, a.port)

socket.send(hello)

socket.recv()

socket.close()

另外：

#服务端
import socket

socket.TCP/IP

listen(192.168.2.122, 6969) #监听的端口

waiting()

recv()

send()

Socket

socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求。

socket起源于Unix，而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”，对于文件用【打开】【读写】【关闭】模式来操作。socket就是该模式的一个实现，socket即是一种特殊的文件，一些socket函数就是对其进行的操作（读/写IO、打开、关闭）

socket和file的区别：

·        file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】

·        socket模块是针对服务器端和客户端Socket 进行【打开】【读写】【关闭】

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

import socket

ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk =socket.socket()

sk.bind(ip_port)

sk.listen(5)

while True:

    print'server waiting...'

    conn,addr = sk.accept()

    client_data = conn.recv(1024)

    print client_data

    conn.sendall('不要回答,不要回答,不要回答')

    conn.close()

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

import socket

ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk =socket.socket()

sk.connect(ip_port)

sk.sendall('请求占领地球')

server_reply =sk.recv(1024)

print server_reply

sk.close()

WEB服务应用：

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#!/usr/bin/env python #coding:utf-8 import socket   def handle_request(client):     buf = client.recv(1024)     client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n")     client.send("Hello, World")   def main():     sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)     sock.bind(('localhost',8080))     sock.listen(5)       while True:         connection, address = sock.accept()         handle_request(connection)         connection.close()   if __name__ == '__main__':   main()

更多功能

sk = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM,0)

参数一：地址簇

socket.AF_INET IPv4（默认）
socket.AF_INET6 IPv6

socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信

参数二：类型

socket.SOCK_STREAM　　流式socket , for TCP （默认）
socket.SOCK_DGRAM数据报式socket , for UDP

socket.SOCK_RAW 原始套接字，普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文，而SOCK_RAW可以；其次，SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文；此外，利用原始套接字，可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
socket.SOCK_RDM 是一种可靠的UDP形式，即保证交付数据报但不保证顺序。SOCK_RAM用来提供对原始协议的低级访问，在需要执行某些特殊操作时使用，如发送ICMP报文。SOCK_RAM通常仅限于高级用户或管理员运行的程序使用。
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

参数三：协议

0　　（默认）与特定的地址家族相关的协议,如果是 0 ，则系统就会根据地址格式和套接类别,自动选择一个合适的协议

import socket

ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk =socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)

sk.bind(ip_port)

while True:

    data = sk.recv(1024)

    print data

 

import socket

ip_port = ('127.0.0.1',9999)

 

sk =socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)

while True:

    inp = raw_input('数据：').strip()

    if inp == 'exit':

        break

    sk.sendto(inp,ip_port)

 

sk.close()

 

sk.bind(address)

s.bind(address) 将套接字绑定到地址。address地址的格式取决于地址族。在AF_INET下，以元组（host,port）的形式表示地址。

sk.listen(backlog)

　　开始监听传入连接。backlog指定在拒绝连接之前，可以挂起的最大连接数量。

     backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5
      这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列

sk.setblocking(bool)

　　是否阻塞（默认True），如果设置False，那么accept和recv时一旦无数据，则报错。

sk.accept()

　　接受连接并返回（conn,address）,其中conn是新的套接字对象，可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。

　　接收TCP 客户的连接（阻塞式）等待连接的到来

sk.connect(address)

　　连接到address处的套接字。一般，address的格式为元组（hostname,port）,如果连接出错，返回socket.error错误。

sk.connect_ex(address)

　　同上，只不过会有返回值，连接成功时返回 0 ，连接失败时候返回编码，例如：10061

sk.close()

　　关闭套接字

sk.recv(bufsize[,flag])

　　接受套接字的数据。数据以字符串形式返回，bufsize指定最多可以接收的数量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。

sk.recvfrom(bufsize[.flag])

　　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。

sk.send(string[,flag])

　　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。即：可能未将指定内容全部发送。

sk.sendall(string[,flag])

　　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。

     内部通过递归调用send，将所有内容发送出去。

sk.sendto(string[,flag],address)

　　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。该函数主要用于UDP协议。

sk.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 client 连接最多等待5s ）

sk.getpeername()

　　返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。

sk.getsockname()

　　返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)

sk.fileno()

套接字的文件描述符

#!/usr/bin/env python

# _*_ UTF-8 _*_

#发送端：
import socket

client = socket.socket()   #声明socket类型，生成socket连接对象。

client.connect(('localhost', 6969))

while True:
    msg=input(">>:").strip()

    client.send(b'hello world~~')
    #sendall():循环发send（）
    #1、client.send("我要下载视频".encode("utf-8"))
    data=client.recv(1024)
    print("recv:", data)
    #1、print("recv:", data.decode())

client.close()

#!/usr/bin/env python

# _*_ UTF-8 _*_

#服务端
import socket

server = socket.socket()

server.bind(('localhost', 6969))   #绑定要监听的端口。

server.listen()   #监听

print("我要开始等电话了~")

while True:
    conn, addr =server.accept()
    #等电话打进来,conn为客户端连过来在服务端为其生成的连接实例，addr为对方地址。
    print("电话来了~~")
    # data = conn.recv(1024)
    # print("recv:", data)
    # conn.send(data.upper())
    print(conn, addr)
    count = 0
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        print("recv:", data)
        if not data:
            print("client has lost.....")
            break
        conn.send(data.upper())
        count+=1
        if count>10;break


server.close()

# 服务端

import socket

ip_port = ('127.0.0.1',9999)

sk =socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)

sk.bind(ip_port)

 

while True:

    data,(host,port) = sk.recvfrom(1024)

    print(data,host,port)

    sk.sendto(bytes('ok',encoding='utf-8'), (host,port))

 

#客户端

import socket

ip_port = ('127.0.0.1',9999)

 

sk =socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM,0)

while True:

    inp = input('数据：').strip()

    if inp == 'exit':

        break

    sk.sendto(bytes(inp, encoding='utf-8'),ip_port)

    data = sk.recvfrom(1024)

    print(data)

 

sk.close()

 

实例：智能机器人

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

import socket

 

ip_port = ('127.0.0.1',8888)

sk =socket.socket()

sk.bind(ip_port)

sk.listen(5)

 

while True:

    conn,address =  sk.accept()

    conn.sendall('欢迎致电 10086，请输入1xxx,0转人工服务.')

    Flag = True

    while Flag:

        data = conn.recv(1024)

        if data== 'exit':

            Flag = False

        elif data== '0':

            conn.sendall('通过可能会被录音.balabala一大推')

        else:

            conn.sendall('请重新输入.')

    conn.close()

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

import socket

 

ip_port = ('127.0.0.1',8005)

sk =socket.socket()

sk.connect(ip_port)

sk.settimeout(5)

 

while True:

    data = sk.recv(1024)

    print'receive:',data

    inp = raw_input('please input:')

    sk.sendall(inp)

    if inp == 'exit':

        break

 

sk.close()

 

Aa中有C函数。

                                                  

动态导入：

Import lib

Mod = __import__(‘lib.aa’)  #导入的是lib；

Mod.aa()

Obj = mod.aa.C()

Print(obj.name)

 

第二种方式：

Aa =lib.import_module(‘lib.aa’)   #导入的是aa

Print(aa.C().name)

 

断言：

Assert

Assert type(obj.name)is str   #断言name是str类型。

在进行重点判断时的条件判断。

 

如果传入的数据是不定长度的，需要编写为：

服务端：

#!/usr/bin/env python
# _*_ UTF-8 _*_

import socket
import os

server = socket.socket()
server.bind(('localhost',9999))

server.listen()

while True:
    conn, addr = server.accept()
    print("newconn:", addr)
    while True:
        print("等新指令~ ")
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开~")
            break
        print("执行指令：", data)
        cmd_res =os.popen(data.decode()).read()

        if len(cmd_res) == 0:
            cmd_res = "cmd has notoutput~"
       
        conn.send(str(len(cmd_res.encode())).encode("utf-8"))
        conn.send(cmd_res.encode("utf-8"))
        print("senddone")

server.close()

 

客户端：

#!/usr/bin/env python
# _*_ UTF-8 _*_

import socket

client=socket.socket()
client.connect(('localhost',9999))

while True:
    cmd = input(">>:").strip()
    if len(cmd) == 0: continue
    client.send(cmd.encode("utf-8"))

    cmd_res_size = client.recv(1024)
    print("命令结果大小：", cmd_res)

    received_size = 0
    #received_data=b''
    while received_size< int(cmd_res_size.decode()):

        data=client.recv(1024)
        received_size+=len(data)

        print(data.decode())
        print(received_size)
    else:
        print("cmd resreceive size:", received_size)

    cmd_res = client.recv(1024)

    print(cmd_res.decode())

client.close()

 

粘包：

当有两次send（）动作连在一起，缓存区会将这两个发送的数据放在一起，就称为粘包了。即：

conn.send(str(len(cmd_res.encode())).encode("utf-8"))
conn.send(cmd_res.encode("utf-8"))
为防止粘包，此时可以在中间sleep（0.5）秒。

另外，有最好的方法为：

 

conn.send(str(len(cmd_res.encode())).encode("utf-8"))

client_apk = conn.recv(1024)

conn.send(cmd_res.encode("utf-8"))

 

IO多路复用

I/O多路复用指：通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。

Linux

Linux中的 select，poll，epoll 都是IO多路复用的机制。

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select   select最早于1983年出现在4.2BSD中，它通过一个select()系统调用来监 视多个文件描述符的数组，当select()返回后，该数组中就绪的文件描述符 便会被内核修改标志位，使得进程可以获得这些文件描述符从而进行后续的读 写操作。 select目前几乎在所有的平台上支持，其良好跨平台支持也是它的一个优点， 事实上从现在看来，这也是它所剩不多的优点之一。 select的一个缺点在于单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制， 在Linux上一般为1024，不过可以通过修改宏定义甚至重新编译内核的方式提 升这一限制。 另外，select()所维护的存储大量文件描述符的数据结构，随着文件描述符数 量的增大，其复制的开销也线性增长。同时，由于网络响应时间的延迟使得大 量TCP连接处于非活跃状态，但调用select()会对所有socket进行一次线性 扫描，所以这也浪费了一定的开销。   poll   poll在1986年诞生于System V Release 3，它和select在本质上没有多大 差别，但是poll没有最大文件描述符数量的限制。 poll和select同样存在一个缺点就是，包含大量文件描述符的数组被整体复 制于用户态和内核的地址空间之间，而不论这些文件描述符是否就绪，它的开 销随着文件描述符数量的增加而线性增大。 另外，select()和poll()将就绪的文件描述符告诉进程后，如果进程没有对其 进行IO操作，那么下次调用select()和poll()的时候将再次报告这些文件描 述符，所以它们一般不会丢失就绪的消息，这种方式称为水平触发（Level Triggered）。   epoll   直到Linux2.6才出现了由内核直接支持的实现方法，那就是epoll，它几乎具 备了之前所说的一切优点，被公认为Linux2.6下性能最好的多路I/O就绪通知 方法。 epoll可以同时支持水平触发和边缘触发（Edge Triggered，只告诉进程哪 些文件描述符刚刚变为就绪状态，它只说一遍，如果我们没有采取行动，那 么它将不会再次告知，这种方式称为边缘触发），理论上边缘触发的性能要 更高一些，但是代码实现相当复杂。 epoll同样只告知那些就绪的文件描述符，而且当我们调用epoll_wait()获 得就绪文件描述符时，返回的不是实际的描述符，而是一个代表就绪描述符 数量的值，你只需要去epoll指定的一个数组中依次取得相应数量的文件描 述符即可，这里也使用了内存映射（mmap）技术，这样便彻底省掉了这些文 件描述符在系统调用时复制的开销。 另一个本质的改进在于epoll采用基于事件的就绪通知方式。在select/poll 中，进程只有在调用一定的方法后，内核才对所有监视的文件描述符进行扫描， 而epoll事先通过epoll_ctl()来注册一个文件描述符，一旦基于某个文件描 述符就绪时，内核会采用类似callback的回调机制，迅速激活这个文件描述 符，当进程调用epoll_wait()时便得到通知。

Python

Python中有一个select模块，其中提供了：select、poll、epoll三个方法，分别调用系统的 select，poll，epoll 从而实现IO多路复用。

1 2 3 4 5 6

Windows Python：     提供： select Mac Python：     提供： select Linux Python：     提供： select、poll、epoll

注意：网络操作、文件操作、终端操作等均属于IO操作，对于windows只支持Socket操作，其他系统支持其他IO操作，但是无法检测普通文件操作自动上次读取是否已经变化。

对于select方法：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

句柄列表11, 句柄列表22, 句柄列表33 = select.select(句柄序列1, 句柄序列2, 句柄序列3, 超时时间)   参数： 可接受四个参数（前三个必须） 返回值：三个列表   select方法用来监视文件句柄，如果句柄发生变化，则获取该句柄。 1、当 参数1 序列中的句柄发生可读时（accetp和read），则获取发 2、生变化的句柄并添加到 返回值1 序列中 3、当 参数2 序列中含有句柄时，则将该序列中所有的句柄添加到 返回 4、值2 序列中 3、当 参数3 序列中的句柄发生错误时，则将该发生错误的句柄添加到 返回值3 序列中 4、当 超时时间 未设置，则select会一直阻塞，直到监听的句柄发生变化    当 超时时间 ＝ 1时，那么如果监听的句柄均无任何变化，则 select会阻塞 1 秒，之后返回三个空列表，如果监听的句柄有变化， 则直接执行。

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

import select

import threading

import sys

 

while True:

    readable, writeable, error =select.select([sys.stdin,],[],[],1)

    if sys.stdin inreadable:

        print'select get stdin',sys.stdin.readline()

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

import socket

import select

 

sk1 = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

sk1.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR, 1)

sk1.bind(('127.0.0.1',8002))

sk1.listen(5)

sk1.setblocking(0)

 

inputs = [sk1,]

 

while True:

    readable_list, writeable_list, error_list =select.select(inputs, [], inputs, 1)

    for r in readable_list:

        # 当客户端第一次连接服务端时

        if sk1== r:

            print'accept'

            request, address = r.accept()

            request.setblocking(0)

            inputs.append(request)

        # 当客户端连接上服务端之后，再次发送数据时

        else:

            received = r.recv(1024)

            # 当正常接收客户端发送的数据时

            ifreceived:

                print'received data:', received

            # 当客户端关闭程序时

            else:

                inputs.remove(r)

 

sk1.close()

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

import socket

 

ip_port = ('127.0.0.1',8002)

sk =socket.socket()

sk.connect(ip_port)

 

while True:

    inp = raw_input('please input:')

    sk.sendall(inp)

sk.close()

 

此处的Socket服务端相比与原生的Socket，他支持当某一个请求不再发送数据时，服务器端不会等待而是可以去处理其他请求的数据。但是，如果每个请求的耗时比较长时，select版本的服务器端也无法完成同时操作。

 

#!/usr/bin/envpython

#coding:utf8

 

'''

 服务器的实现采用select的方式

'''

 

import select

import socket

import sys

import Queue

 

#创建套接字并设置该套接字为非阻塞模式

 

server =socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

server.setblocking(0)

 

#绑定套接字

server_address = ('localhost',10000)

print >>sys.stderr,'starting up on %s port %s'% server_address

server.bind(server_address)

 

#将该socket变成服务模式

#backlog等于5，表示内核已经接到了连接请求，但服务器还没有调用accept进行处理的连接个数最大为5

#这个值不能无限大，因为要在内核中维护连接队列

 

server.listen(5)

 

#初始化读取数据的监听列表,最开始时希望从server这个套接字上读取数据

inputs = [server]

 

#初始化写入数据的监听列表，最开始并没有客户端连接进来，所以列表为空

 

outputs = []

 

#要发往客户端的数据

message_queues ={}

while inputs:

    print >>sys.stderr,'waiting for the next event'

    #调用select监听所有监听列表中的套接字，并将准备好的套接字加入到对应的列表中

    readable,writable,exceptional =select.select(inputs,outputs,inputs)#列表中的socket 套接字  如果是文件呢？

    #监控文件句柄有某一处发生了变化 可写 可读  异常属于Linux中的网络编程

    #属于同步I/O操作，属于I/O复用模型的一种

    #rlist--等待到准备好读

    #wlist--等待到准备好写

    #xlist--等待到一种异常

    #处理可读取的套接字

 

    '''

        如果server这个套接字可读，则说明有新链接到来

        此时在server套接字上调用accept,生成一个与客户端通讯的套接字

        并将与客户端通讯的套接字加入inputs列表，下一次可以通过select检查连接是否可读

        然后在发往客户端的缓冲中加入一项，键名为:与客户端通讯的套接字，键值为空队列

        select系统调用是用来让我们的程序监视多个文件句柄(file descrīptor)的状态变化的。程序会停在select这里等待，

        直到被监视的文件句柄有某一个或多个发生了状态改变

        '''

 

    '''

        若可读的套接字不是server套接字,有两种情况:一种是有数据到来，另一种是链接断开

        如果有数据到来,先接收数据,然后将收到的数据填入往客户端的缓存区中的对应位置，最后

        将于客户端通讯的套接字加入到写数据的监听列表:

        如果套接字可读.但没有接收到数据，则说明客户端已经断开。这时需要关闭与客户端连接的套接字

        进行资源清理

        '''

       

    for s in readable:

        if s is server:

            connection,client_address =s.accept()

            print>>sys.stderr,'connection from',client_address

            connection.setblocking(0)#设置非阻塞

            inputs.append(connection)

            message_queues[connection] =Queue.Queue()

        else:

            data = s.recv(1024)

            if data:

                print>>sys.stderr,'received"%s" from %s'% \

                (data,s.getpeername())

                message_queues[s].put(data)

                if s notin outputs:

                    outputs.append(s)

            else:

                print>>sys.stderr,'closing',client_address

                if s in outputs:

                    outputs.remove(s)

                inputs.remove(s)

                s.close()

                delmessage_queues[s]

                   

    #处理可写的套接字

    '''

        在发送缓冲区中取出响应的数据，发往客户端。

        如果没有数据需要写，则将套接字从发送队列中移除，select中不再监视

        '''

 

    for s in writable:

        try:

            next_msg =message_queues[s].get_nowait()

 

        exceptQueue.Empty:

            print>>sys.stderr,'  ',s,getpeername(),'queueempty'

            outputs.remove(s)

        else:

            print>>sys.stderr,'sending"%s" to %s'% \

            (next_msg,s.getpeername())

            s.send(next_msg)

 

    #处理异常情况

 

    for s in exceptional:

        for s in exceptional:

            print>>sys.stderr,'exceptioncondition on',s.getpeername()

            inputs.remove(s)

            if s in outputs:

                outputs.remove(s)

            s.close()

            delmessage_queues[s]

 

SocketServer模块

建立socketserver时需要注意以下几步：

1、        必须自己创建一个请求处理类，并继承baserequesthandler，并且还有

2、        必须实例化一个TCPServer，传递server ip和你上面创建的请求处理类，给这个

3、        调用Server.serve_forever()

Socket_server:

#!/usr/bin/env python
# _*_ UTF-8 _*_

import socketserver

class MyTCPHandler(socketserver.BaseRequestHandler):

    def handle(self):

        try:
            self.data=self.request.recv(1024).strip()

            print("{}write:".format(self.client_address[0]))

            print(self.data)

            # if not self.data:
            #     print(self.client_address, "断开了~")
            #     break

            self.request.send(self.data.upper())
        except ConnectionResetErroras e:
            print("err", e)
            break


if __name__=="__main__":

    HOST, PORT = "localhost", 9999

    server =socketserver.ThreadingTCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)

    server.serve_forever()

客户端：

#!/usr/bin/env python
# _*_ UTF-8 _*_

import socket

client=socket.socket()
client.connect(('localhost',9999))

while True:
    msg = input(">>:").strip()

    if len(msg) == 0:continue
    client.send(msg.encode("utf-8"))

    data= client.recv(10240)

    print("recv:", data.decode())

client.close()

SocketServer内部使用 IO多路复用以及 “多线程” 和 “多进程” ，从而实现并发处理多个客户端请求的Socket服务端。即：每个客户端请求连接到服务器时，Socket服务端都会在服务器是创建一个“线程”或者“进程” 专门负责处理当前客户端的所有请求。

ThreadingTCPServer

ThreadingTCPServer实现的Soket服务器内部会为每个client创建一个 “线程”，该线程用来和客户端进行交互。

1、ThreadingTCPServer基础

使用ThreadingTCPServer:

·        创建一个继承自 SocketServer.BaseRequestHandler 的类

·        类中必须定义一个名称为 handle 的方法

·        启动ThreadingTCPServer

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

import SocketServer

 

class MyServer(SocketServer.BaseRequestHandler):

 

    def handle(self):

        # print self.request,self.client_address,self.server

        conn = self.request

        conn.sendall('欢迎致电 10086，请输入1xxx,0转人工服务.')

        Flag = True

        while Flag:

            data = conn.recv(1024)

            if data== 'exit':

                Flag = False

            elif data== '0':

                conn.sendall('通过可能会被录音.balabala一大推')

            else:

                conn.sendall('请重新输入.')

 

if__name__ == '__main__':

    server = SocketServer.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8009),MyServer)

    server.serve_forever()

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

import socket

 

ip_port = ('127.0.0.1',8009)

sk =socket.socket()

sk.connect(ip_port)

sk.settimeout(5)

 

while True:

    data = sk.recv(1024)

    print'receive:',data

    inp = raw_input('please input:')

    sk.sendall(inp)

    if inp == 'exit':

        break

 

sk.close()

 

2、ThreadingTCPServer源码剖析

ThreadingTCPServer的类图关系如下：

 

内部调用流程为：

·        启动服务端程序

·        执行 TCPServer.__init__ 方法，创建服务端Socket对象并绑定 IP 和端口

·        执行 BaseServer.__init__ 方法，将自定义的继承自SocketServer.BaseRequestHandler 的类 MyRequestHandle赋值给 self.RequestHandlerClass

·        执行 BaseServer.server_forever 方法，While 循环一直监听是否有客户端请求到达 ...

·        当客户端连接到达服务器

·        执行 ThreadingMixIn.process_request 方法，创建一个 “线程” 用来处理请求

·        执行 ThreadingMixIn.process_request_thread 方法

·        执行 BaseServer.finish_request 方法，执行 self.RequestHandlerClass()  即：执行自定义 MyRequestHandler 的构造方法（自动调用基类BaseRequestHandler的构造方法，在该构造方法中又会调用 MyRequestHandler的handle方法）

ThreadingTCPServer相关源码：

 

class BaseServer:

 

    """Base class for server classes.

 

    Methods for the caller:

 

    - __init__(server_address,RequestHandlerClass)

    - serve_forever(poll_interval=0.5)

    - shutdown()

    - handle_request()  # if you do not use serve_forever()

    - fileno() -> int   # for select()

 

    Methods that may be overridden:

 

    - server_bind()

    - server_activate()

    - get_request() -> request,client_address

    - handle_timeout()

    - verify_request(request, client_address)

    - server_close()

    - process_request(request, client_address)

    - shutdown_request(request)

    - close_request(request)

    - handle_error()

 

    Methods for derived classes:

 

    - finish_request(request, client_address)

 

    Class variables that may be overridden byderived classes or

    instances:

 

    - timeout

    - address_family

    - socket_type

    - allow_reuse_address

 

    Instance variables:

 

    - RequestHandlerClass

    - socket

 

    """

 

    timeout = None

 

    def__init__(self,server_address, RequestHandlerClass):

        """Constructor.  May be extended, do not override."""

        self.server_address = server_address

        self.RequestHandlerClass =RequestHandlerClass

        self.__is_shut_down = threading.Event()

        self.__shutdown_request = False

 

    def server_activate(self):

        """Called by constructor to activate theserver.

 

        May be overridden.

 

        """

        pass

 

    def serve_forever(self, poll_interval=0.5):

        """Handle one request at a time untilshutdown.

 

        Polls for shutdown every poll_intervalseconds. Ignores

        self.timeout. If you need to doperiodic tasks, do them in

        another thread.

        """

        self.__is_shut_down.clear()

        try:

            whilenot self.__shutdown_request:

                # XXX: Consider using another file descriptor or

                # connecting to the socket to wake this up instead of

                # polling. Polling reduces our responsiveness to a

                # shutdown request and wastes cpu at all other times.

                r, w, e =_eintr_retry(select.select, [self], [], [],

                                      poll_interval)

                if self in r:

                   self._handle_request_noblock()

        finally:

            self.__shutdown_request = False

            self.__is_shut_down.set()

 

    def shutdown(self):

        """Stops the serve_forever loop.

 

        Blocks until the loop has finished.This must be called while

        serve_forever() is running in anotherthread, or it will

        deadlock.

        """

        self.__shutdown_request = True

        self.__is_shut_down.wait()

 

    # The distinction between handling, getting, processing and

    # finishing a request is fairly arbitrary. Remember:

    #

    # - handle_request() is the top-level call.  It calls

    #   select, get_request(),verify_request() and process_request()

    # - get_request() is different for stream or datagram sockets

    # - process_request() is the place that may fork a new process

    #   orcreate a new thread to finish the request

    # - finish_request() instantiates the request handler class;

    #   this constructor will handle therequest all by itself

 

    def handle_request(self):

        """Handle one request, possibly blocking.

 

        Respects self.timeout.

        """

        # Support people who used socket.settimeout() to escape

        # handle_request before self.timeout was available.

        timeout = self.socket.gettimeout()

        iftimeout is None:

            timeout = self.timeout

        elifself.timeout isnot None:

            timeout = min(timeout,self.timeout)

        fd_sets = _eintr_retry(select.select,[self], [], [], timeout)

        ifnot fd_sets[0]:

            self.handle_timeout()

           return

        self._handle_request_noblock()

 

    def _handle_request_noblock(self):

        """Handle one request, without blocking.

 

        I assume that select.select hasreturned that the socket is

        readable before this function wascalled, so there should be

        no risk of blocking in get_request().

        """

        try:

            request, client_address =self.get_request()

        exceptsocket.error:

            return

        if self.verify_request(request,client_address):

            try:

                self.process_request(request,client_address)

            except:

                self.handle_error(request,client_address)

                self.shutdown_request(request)

 

    def handle_timeout(self):

        """Called if no new request arrives withinself.timeout.

 

        Overridden by ForkingMixIn.

        """

        pass

 

    def verify_request(self, request,client_address):

        """Verify the request.  May be overridden.

 

        Return True if we should proceed withthis request.

 

        """

        return True

 

    def process_request(self, request,client_address):

        """Call finish_request.

 

        Overridden by ForkingMixIn andThreadingMixIn.

 

        """

        self.finish_request(request,client_address)

        self.shutdown_request(request)

 

    def server_close(self):

        """Called to clean-up the server.

 

        May be overridden.

 

        """

        pass

 

    def finish_request(self, request,client_address):

        """Finish one request by instantiatingRequestHandlerClass."""

        self.RequestHandlerClass(request,client_address, self)

 

    def shutdown_request(self, request):

        """Called to shutdown and close anindividual request."""

        self.close_request(request)

 

    def close_request(self, request):

        """Called to clean up an individualrequest."""

        pass

 

    def handle_error(self, request, client_address):

        """Handle an error gracefully.  May be overridden.

 

        The default is to print a traceback andcontinue.

 

        """

        print'-'*40

        print'Exception happened during processing ofrequest from',

        printclient_address

        importtraceback

        traceback.print_exc() # XXX But this goes to stderr!

        print'-'*40

 

 

class TCPServer(BaseServer):

 

    """Base class for various socket-based server classes.

 

    Defaults to synchronous IP stream (i.e.,TCP).

 

    Methods for the caller:

 

    - __init__(server_address,RequestHandlerClass, bind_and_activate=True)

    - serve_forever(poll_interval=0.5)

    - shutdown()

    - handle_request()  # if you don't use serve_forever()

    - fileno() -> int   # for select()

 

    Methods that may be overridden:

 

    - server_bind()

    - server_activate()

    - get_request() -> request,client_address

    - handle_timeout()

    - verify_request(request, client_address)

    - process_request(request, client_address)

    - shutdown_request(request)

    - close_request(request)

    - handle_error()

 

    Methods for derived classes:

 

    - finish_request(request, client_address)

 

    Class variables that may be overridden byderived classes or

    instances:

 

    - timeout

    - address_family

    - socket_type

    - request_queue_size (only for streamsockets)

    - allow_reuse_address

 

    Instance variables:

 

    - server_address

    - RequestHandlerClass

    - socket

 

    """

 

    address_family = socket.AF_INET

 

    socket_type = socket.SOCK_STREAM

 

    request_queue_size = 5

 

    allow_reuse_address = False

 

    def__init__(self,server_address, RequestHandlerClass, bind_and_activate=True):

        """Constructor.  May be extended, do notoverride."""

        BaseServer.__init__(self,server_address, RequestHandlerClass)

        self.socket =socket.socket(self.address_family,

                                   self.socket_type)

        ifbind_and_activate:

            try:

                self.server_bind()

                self.server_activate()

            except:

                self.server_close()

                raise

 

    def server_bind(self):

        """Called by constructor to bind thesocket.

 

        May be overridden.

 

        """

        ifself.allow_reuse_address:

           self.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

        self.socket.bind(self.server_address)

        self.server_address =self.socket.getsockname()

 

    def server_activate(self):

        """Called by constructor to activate theserver.

 

        May be overridden.

 

        """

       self.socket.listen(self.request_queue_size)

 

    def server_close(self):

        """Called to clean-up the server.

 

        May be overridden.

 

        """

        self.socket.close()

 

    def fileno(self):

        """Return socket file number.

 

        Interface required by select().

 

        """

        returnself.socket.fileno()

 

    def get_request(self):

        """Get the request and client address fromthe socket.

 

        May be overridden.

 

        """

        returnself.socket.accept()

 

    def shutdown_request(self, request):

        """Called to shutdown and close anindividual request."""

        try:

            #explicitly shutdown. socket.close() merely releases

            #the socket and waits for GC to perform the actual close.

            request.shutdown(socket.SHUT_WR)

        exceptsocket.error:

            pass#some platforms may raise ENOTCONN here

        self.close_request(request)

 

    def close_request(self, request):

        """Called to clean up an individualrequest."""

        request.close()

 

 

class ThreadingMixIn:

    """Mix-in class to handle each request in a newthread."""

 

    # Decides how threads will act upon termination of the

    # main process

    daemon_threads = False

 

    def process_request_thread(self, request,client_address):

        """Same as in BaseServer but as a thread.

 

        In addition, exception handling is donehere.

 

        """

        try:

            self.finish_request(request,client_address)

            self.shutdown_request(request)

        except:

            self.handle_error(request,client_address)

            self.shutdown_request(request)

 

    def process_request(self, request,client_address):

        """Start a new thread to process therequest."""

        t = threading.Thread(target =self.process_request_thread,

                             args = (request,client_address))

        t.daemon = self.daemon_threads

        t.start()

 

class ThreadingTCPServer(ThreadingMixIn,TCPServer): pass

RequestHandler相关源码

 

class BaseRequestHandler:

 

    """Base class for request handler classes.

 

    This class is instantiated for each requestto be handled.  The

    constructor sets the instance variablesrequest, client_address

    and server, and then calls the handle()method.  To implement a

    specific service, all you need to do is toderive a class which

    defines a handle() method.

 

    The handle() method can find the request asself.request, the

    client address as self.client_address, andthe server (in case it

    needs access to per-server information) asself.server.  Since a

    separate instance is created for eachrequest, the handle() method

    can define arbitrary other instancevariariables.

 

    """

 

    def__init__(self, request,client_address, server):

        self.request = request

        self.client_address = client_address

        self.server = server

        self.setup()

        try:

            self.handle()

        finally:

            self.finish()

 

    def setup(self):

        pass

 

    def handle(self):

        pass

 

    def finish(self):

        pass

 

实例：

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

import SocketServer

 

class MyServer(SocketServer.BaseRequestHandler):

 

    def handle(self):

        # print self.request,self.client_address,self.server

        conn = self.request

        conn.sendall('欢迎致电 10086，请输入1xxx,0转人工服务.')

        Flag = True

        while Flag:

            data = conn.recv(1024)

            if data== 'exit':

                Flag = False

            elif data== '0':

                conn.sendall('通过可能会被录音.balabala一大推')

            else:

                conn.sendall('请重新输入.')

 

 

if__name__ == '__main__':

    server = SocketServer.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8009),MyServer)

    server.serve_forever()

 

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

import socket

 

 

ip_port = ('127.0.0.1',8009)

sk =socket.socket()

sk.connect(ip_port)

sk.settimeout(5)

 

while True:

    data = sk.recv(1024)

    print'receive:',data

    inp = raw_input('please input:')

    sk.sendall(inp)

    if inp == 'exit':

        break

 

sk.close()

 

源码精简：

 

import socket

import threading

import select

 

 

def process(request, client_address):

    print request,client_address

    conn = request

    conn.sendall('欢迎致电 10086，请输入1xxx,0转人工服务.')

    flag = True

    while flag:

        data = conn.recv(1024)

        if data== 'exit':

            flag = False

        elif data== '0':

            conn.sendall('通过可能会被录音.balabala一大推')

        else:

            conn.sendall('请重新输入.')

 

sk =socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sk.bind(('127.0.0.1',8002))

sk.listen(5)

 

while True:

    r, w, e = select.select([sk,],[],[],1)

    print'looping'

    if sk in r:

        print'get request'

        request, client_address = sk.accept()

        t = threading.Thread(target=process,args=(request, client_address))

        t.daemon = False

        t.start()

 

sk.close()

 

如精简代码可以看出，SocketServer的ThreadingTCPServer之所以可以同时处理请求得益于 select 和 Threading 两个东西，其实本质上就是在服务器端为每一个客户端创建一个线程，当前线程用来处理对应客户端的请求，所以，可以支持同时n个客户端链接（长连接）。

ForkingTCPServer

ForkingTCPServer和ThreadingTCPServer的使用和执行流程基本一致，只不过在内部分别为请求者建立 “线程”  和 “进程”。

基本使用：

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

import SocketServer

 

class MyServer(SocketServer.BaseRequestHandler):

 

    def handle(self):

        # print self.request,self.client_address,self.server

        conn = self.request

        conn.sendall('欢迎致电 10086，请输入1xxx,0转人工服务.')

        Flag = True

        while Flag:

            data = conn.recv(1024)

            if data== 'exit':

                Flag = False

            elif data== '0':

                conn.sendall('通过可能会被录音.balabala一大推')

            else:

                conn.sendall('请重新输入.')

 

 

if__name__ == '__main__':

    server = SocketServer.ForkingTCPServer(('127.0.0.1',8009),MyServer)

    server.serve_forever()

 

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

import socket

 

 

ip_port = ('127.0.0.1',8009)

sk =socket.socket()

sk.connect(ip_port)

sk.settimeout(5)

 

while True:

    data = sk.recv(1024)

    print'receive:',data

    inp = raw_input('please input:')

    sk.sendall(inp)

    if inp == 'exit':

        break

 

sk.close()

 

以上ForkingTCPServer只是将 ThreadingTCPServer实例中的代码：

1 2 3

server = SocketServer.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1',8009), MyRequestHandler) 变更为： server = SocketServer.ForkingTCPServer(('127.0.0.1',8009), MyRequestHandler)

SocketServer的ThreadingTCPServer之所以可以同时处理请求得益于 select 和 os.fork 两个东西，其实本质上就是在服务器端为每一个客户端创建一个进程，当前新创建的进程用来处理对应客户端的请求，所以，可以支持同时n个客户端链接（长连接）。

源码剖析参考 ThreadingTCPServer

Twisted

Twisted是一个事件驱动的网络框架，其中包含了诸多功能，例如：网络协议、线程、数据库管理、网络操作、电子邮件等。

事件驱动

简而言之，事件驱动分为二个部分：第一，注册事件；第二，触发事件。

自定义事件驱动框架，命名为：“弑君者”：

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

# event_drive.py

 

event_list = []

 

def run():

    for event inevent_list:

        obj = event()

        obj.execute()

 

 

class BaseHandler(object):

    """

    用户必须继承该类，从而规范所有类的方法（类似于接口的功能）

    """

    def execute(self):

        raiseException('you must overwriteexecute')

 

程序员使用“弑君者框架”：

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

from source importevent_drive

 

 

class MyHandler(event_drive.BaseHandler):

 

    def execute(self):

        print'event-drive execute MyHandler'

 

 

event_drive.event_list.append(MyHandler)

event_drive.run()

 

如上述代码，事件驱动只不过是框架规定了执行顺序，程序员在使用框架时，可以向原执行顺序中注册“事件”，从而在框架执行时可以出发已注册的“事件”。

基于事件驱动Socket

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

#!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*-   from twisted.internet import protocol from twisted.internet import reactor   class Echo(protocol.Protocol):     def dataReceived(self, data):         self.transport.write(data)   def main():     factory = protocol.ServerFactory()     factory.protocol = Echo       reactor.listenTCP(8000,factory)     reactor.run()   if __name__ == '__main__':     main()

程序执行流程：

·        运行服务端程序

·        创建Protocol的派生类Echo

·        创建ServerFactory对象，并将Echo类封装到其protocol字段中

·        执行reactor的 listenTCP 方法，内部使用 tcp.Port 创建socket server对象，并将该对象添加到了 reactor的set类型的字段 _read 中

·        执行reactor的 run 方法，内部执行 while 循环，并通过 select 来监视 _read 中文件描述符是否有变化，循环中...

·        客户端请求到达

·        执行reactor的 _doReadOrWrite方法，其内部通过反射调用 tcp.Port 类的 doRead 方法，内部 accept 客户端连接并创建Server对象实例（用于封装客户端socket信息）和 创建 Echo 对象实例（用于处理请求） ，然后调用 Echo 对象实例的 makeConnection 方法，创建连接。

·        执行 tcp.Server 类的 doRead 方法，读取数据，

·        执行 tcp.Server 类的 _dataReceived方法，如果读取数据内容为空（关闭链接），否则，出发 Echo 的 dataReceived 方法

·        执行 Echo 的 dataReceived方法

从源码可以看出，上述实例本质上使用了事件驱动的方法和 IO多路复用的机制来进行Socket的处理。

 

#!/usr/bin/envpython

# -*- coding:utf-8-*-

 

from twisted.internet importreactor, protocol

from twisted.web.client importgetPage

from twisted.internet importreactor

import time

 

class Echo(protocol.Protocol):

 

    def dataReceived(self, data):

        deferred1 = getPage('http://cnblogs.com')

       deferred1.addCallback(self.printContents)

 

        deferred2 = getPage('http://baidu.com')

        deferred2.addCallback(self.printContents)

 

        for i in range(2):

            time.sleep(1)

            print'execute ',i

 

 

    def execute(self,data):

        self.transport.write(data)

 

    def printContents(self,content):

        printlen(content),content[0:100],time.time()

 

def main():

 

    factory = protocol.ServerFactory()

    factory.protocol = Echo

 

    reactor.listenTCP(8000,factory)

    reactor.run()

 

if__name__ == '__main__':

    main()

 

更多请见：

https://twistedmatrix.com/trac
http://twistedmatrix.com/documents/current/api/

作业：开发一个支持多用户在线的FTP程序

要求：

1.   用户加密认证

2.   允许同时多用户登录

3.   每个用户有自己的家目录，且只能访问自己的家目录

4.   对用户进行磁盘配额，每个用户的可用空间不同

5.   允许用户在ftp server上随意切换目录

6.   允许用户查看当前目录下文件

7.   允许上传和下载文件，保证文件一致性

8.   文件传输过程中显示进度条

9.   附加功能：支持文件的断点续传

10.   #!/usr/bin/envpython
# _*_ UTF-8 _*_

import socket
import os
import json

client.connect(('localhost',9999))


class FtpClient(object):
    def __init__(self):
        self.client=socket.socket()

    def help(self):


    def connect(self, ip, port):
        self.client.connect(ip, port)

    def interactive(self):
        while True:
            cmd = input(">>:").strip()
            if len(cmd) == 0:continue
            cmd_str =cmd.split()[0]
            if hasattr(self, "cmd_%s" %cmd_str):
                func = getattr(self, "cmd_%s" %cmd_str)
                func(cmd)
            else:
                self.help()

    def cmd_put(self, *args):
        cmd_split = args[0].split[1]
        if len(cmd_split)>1:
            filename = cmd_split[1]
            if os.path.isfile(filename):
                filesize =os.stat(filename).st_size
                msg_dic = {
                    "filename":filename,
                    "size":filesize,
                    "overridden": True
                }
                self.client.send(json.dumps(msg_dic).encode("utf-8"))
                server_response = self.client.recv(1024)
                f= open(filename, "rb")
                for line in f:
                    self.client.send(line)
                else:
                    print("file uploadsuccess$$$")
                    f.close()

            else:
                print(filename, "is notexist")



    def cmd_get(self):
        pass

ftp = FtpClient()
ftp.connect("localhost", 9999)
ftp.interactive()

#把需要传的东西放在与client同一目录下。

 

#!/usr/bin/env python
# _*_ UTF-8 _*_

import socketserver
import json
import os



class MyTCPHandler(socketserver.BaseRequestHandler):

    def put(self, *args):
        #接受客户端文件
        cmd_dic = args[0]
        filename = cmd_dic["filename"]
        filesize = cmd_dic["size"]
        if os.path.isfile(filename):
            f= open(filename + ".new", "wb")

        else:
            f= open(filename, "wb")

        self.request.send(b"200ok")

        received_size = 0

        while received_size< filesize:
            data = self.request.recv(1024)
            f.write(data)
            received_size+= len(data)

        else:
            print("file [%s] hasuploaded ..." % filename)



    def handle(self):
        while True:
            try:
                self.data = self.request.recv(1024).strip()
                print("{}wrote:".format(self.client_address[0]))
                print(self.data)
                cmd_dic = json.loads(self.data.decode())
                action = cmd_dic["action"]
                if hasattr(self, action):
                    func = getattr(self, action)
                    func(cmd_dic)

            except ConnectionResetErroras e:
                print("err", e)
                break


if __name__=="__main__":

    HOST, PORT = "localhost", 9999

    server =socketserver.ThreadingTCPServer((HOST, PORT), MyTCPHandler)

    server.serve_forever()