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python scoket 通信

再帮助同学坐课题的时候接触到了scoket通信，了解到这应该是基层网络通信的原理，于是就导出搜索了一下相关的资料，简单来说scoket通信就是，可以让不同设备在同一个网络环境的条件下，可以实现相互通信既可以一对一也可以一对多，总之这对开发者来说，是跨设备交互的非常好的一种方式

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本文主要实现两个功能，一是python与pyhon程序之间的通信，另一个是将客户端改为手机，电脑链接手机wifi，在同一网络环境下电脑与wifi的通信。python 与 python 的交互参考的是B站白夜黑羽的教程，特此鸣谢。

python 服务器端

在多人交互通信的过程中，服务器就是一个中转站的作用，他通过配置好需要使用的参数，等待客户端的链接
在python种使用的是scoket基础库来进行实现的，也就是不需要额外安装，只要你安装了python 你导入就可以了，接下来逐步讲解下面的部分。

• 第一步导入scoket库中的文件

from socket import *

• 第二步初始化用到参数变量

1. IP地址

IP = '127.0.0.1'

2. 服务器端口号

SERVER_PORT = 50000

3. 缓冲区读取的字节数据的大小

BUFLEN = 512

• 第三步
  实例化一个scoket对象
  参数AF_INET 表示该scoket网络层使用的IP协议
  参数SOCK_STREAM 表示该scoket传输使用tcp协议

listenSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)

• 第四步scoket绑定指定IP的端口

listenSocket.bind((IP,PORT))
print(f'服务端启动成功，在{PORT}端口等待客户链接...')

• 第六步等待客户端的链接
  dataScoket为链接之后生成对象之后会调用该对象的内部函数来执行读取和发送
  addr为链接成功之后的客户端的地址

dataScoket,addr = listenSocket.accept()
print('接受一个客户端链接',addr)

• 第六步循环监听客户端的消息，并将接收到的消息返回
  进入循环使用dataScoket监听客户端的消息，最多接收的消息为BUFLEN个字节如果返回的是一个空值，则表明客户端已经进行离线操作，则服务器程序跳出循环，执行下线程序，如果接收到了信息，则在中断打印信息并将，信息发送给客户端。
  注意：由于scoket发送的是字节数据所以发送时要对数据进行编码所以接收时候要进行解码操作也就是要给接收到的数据加个.decode()后缀，发送消息时要进行编码默认的编码给发送的数据后加上.encode()后缀，进行编码操作

while True:
    recved = dataScoket.recv(BUFLEN)

    if not recved:
        break

    #读取的字节数据是bytes类型，需要解码为字符串
    info = recved.decode()
    print(f'收到对方信息：{info}')

    #发送的数据类型必须是bytes,所以需要编码
    dataScoket.send(f'服务端收到的信息:{info}'.encode())

• 第七步执行退出通信循环之后的关闭监听对象和通信对象

dataScoket.close()
listenSocket.close()

服务器端完整代码如下

# ==TCP 服务端程序 server.py ===
# netstat -an|find/i "5000"
from socket import *

# 主机地址，表示绑定本机所有网络接口IP
IP = '127.0.0.1'
# 端口号
PORT = 50000
# 定义一次从scoket缓冲区最多读入512个字节数据
BUFLEN = 512


# 实例化一个scoket对象
# 参数AF_INET 表示该scoket网络层使用的IP协议
# 参数SOCK_STREAM 表示该scoket传输使用tcp协议
listenSocket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)

# socket绑定地址核端口
listenSocket.bind((IP,PORT))

# 使scoket处于监听状态，等待客户端的链接请求
# 参数5表示 最多接受多少个等待连接的客户端
listenSocket.listen(5)
print(f'服务端启动成功，在{PORT}端口等待客户链接...')

dataScoket,addr = listenSocket.accept()
print('接受一个客户端链接',addr)

while True:
    recved = dataScoket.recv(BUFLEN)

    if not recved:
        break

    #读取的字节数据是bytes类型，需要解码为字符串
    info = recved.decode()
    print(f'收到对方信息：{info}')

    #发送的数据类型必须是bytes,所以需要编码
    dataScoket.send(f'服务端收到的信息:{info}'.encode())


# 服务段也调用close() 关闭scoket
dataScoket.close()
listenSocket.close()

python 客户端

前面的步骤和服务器端基本一样，所以我这里进行一些合并

• 第一步从scoket中导入全部内容，设置IP地址，服务端口号，以及待接收缓冲区字节长度

from socket import *

IP = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 50000
BUFFLEN = 512

• 第二步实例化scoket对象指明协议
  参数AF_INET 表示该scoket网络层使用的IP协议
  参数SOCK_STREAM 表示该scoket传输使用tcp协议

dataScoket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)

• 第三步与服务器端的scoket链接

dataScoket.connect((IP,SERVER_PORT))

• 第四步进行通信循环
  通过input函数接收输入信息，如果接收到exit则退出通信循环，进行关闭scoket对象指令，使用dataScoket.send(toSend.encode())发送从键盘输入的消息，使用reved = dataScoket.recv(BUFFLEN)接收服务端发来的消息，如果服务器端返回了一个空消息则关闭了链接，则退出客户端的通信循环，执行关闭scoket对象指令操作。

while True:
    toSend = input('>>> ')
    if toSend =='exit':
        break

    # 发送消息，也要编码为bytes
    dataScoket.send(toSend.encode())

    # 等待接受服务段的消息
    reved = dataScoket.recv(BUFFLEN)

    # 如果返回空bytes,表示对方关闭了链接
    if not  reved:
        break

    print(reved.decode())

• 关闭scoket对象

// A code block
var foo = 'bar';

客户端完整代码如下

from socket import *

IP = '127.0.0.1'
SERVER_PORT = 50000
BUFFLEN = 512

# 实例化一个scoket对象，指明协议
dataScoket = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)


# 链接服务端scoket
dataScoket.connect((IP,SERVER_PORT))



while True:
    toSend = input('>>> ')
    if toSend =='exit':
        break

    # 发送消息，也要编码为bytes
    dataScoket.send(toSend.encode())

    # 等待接受服务段的消息
    reved = dataScoket.recv(BUFFLEN)

    # 如果返回空bytes,表示对方关闭了链接

    if not  reved:
        break

    print(reved.decode())


dataScoket.close()

代码运行效果

首先运行服务器端程序
显示服务器启动在50000号端口等待链接

之后运行客户端程序，服务端显示已经接收一个
在客户端输入一个消息并发送，接收到了服务器端返回的握手信息

服务器端显示接收信息

手机软件与电脑通信

本文使用的手机软件是华南理工大学杨道全老师开发的APP inventor2 汉化增强版，目前已经收费但是仍有一定的使用期。
APP inventor2网站链接: https://www.wxbit.com/?loginref
我这里免费提供apk以及项目文件aia,以及我在网上找的scoket 客户端插件
如果你不想开会员想用免费的你就用APP INVNETOR1导入插件，再制作软件，文章最后我会给出APP INVENTOR2的代码块。
APP inventor1链接: http://app.gzjkw.net/login/

文件链接: https://pan.baidu.com/s/16HFo0gJxcLPzBUSDyEG7dA
提取码：5wow

aia文件导入方法请移步这篇文章前段
链接: https://blog.csdn.net/chrnhao/article/details/112758514

apk 文件直接用微信发给手机然后使用QQ浏览器安装即可
手机端实现的是客户端的程序，电脑需要运行服务器程序

将手机APP与电脑置于一个网段下

问题来了关键点怎么让手机和电脑能通过网络通信呢
其实有两种方法，第一种就是买一个服务器阿里云或者腾讯云，在云服务器上部署Scoket通信服务端然后，使用电脑和手机两个客户端程序通过服务器程序进行通信。这个过程就比较复杂，在这里我们弄一个简单的方法，就是电脑连手机热点。

首先开启手机热点，电脑连接手机热点。
之后我们要查看热点的IP地址这里也有两种方法

• 找到电脑又下角的wifi图标
  
  连接上热点之后点击热点下面的属性
  
  滑倒底部查看IPv4的地址，OK这就是我们要填在手机和客户端里的地址了
  
  或者运行如下代码，其打印的就会是目前连接的IP地址，这里不需要去知道为什么，其实没什么用。

import socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# get local machine IP address
s.connect(('8.8.8.8', 80))
ip = s.getsockname()[0]
print(ip)
s.close()

然后我们把这个IP地址输入到我们最开始连接的服务端程序中，设置端口号为5000，运行成功之后等待连接这时候我们打开手机

注意必须用你开热点的手机打开这个APP
在上方填入IP地址和端口号点击连接

手机这里会提示链接成功

然后电脑的服务器端会显示收到一个客户的信息显示已经接收到一个客户端连接，兵并且收到手机客户端给电脑服务器端发送的已连接的消息。

接下来就能通信了在手机上随便发点消息就好

以上就完成了夸设备连接的基础入门，可以做一些非常简单的开发。

接下来我把APP INVENTOR2汉化增强版的代码块贴上
为了降低学习难度，所以只用了非常少的代码块

结束以及后续已经完成的工作

虽然实现了scoket的跨设备通信

但是会存在非常明显的题
上面的基础实例只能实现一对一聊天，并不能实现多对多，而且客户端的代码是单线程的，发送消息和接收消息是线性关系，也就是发送了一条消息之后，接收一条消息，然后等待发送消息，在等待键盘输入要发的消息的过程中客户端是接收不到任何信息的，所以需要把客户端的程序改成两个线程一个负责接收一个负责发送，之后就是更改服务器端，让服务器端可以连接多个客户端，而且可以监听每个客户端耳的消息且广播给各个客户端，实现结果如下。

服务器可以监听多个客户端的连接，且可以接收多个客户端的发送的信息
我进行了如下的操作步骤

1. 运行服务端程序
2. 运行客户端1程序
3. 运行客户端2程序
4. 使用客户端1发送消息12345
5. 使用客户端2发送消息1564565
   最终三个控制台输出结果如下
   
   
   
   实现了广播通信了之后我申请了一个阿里云服务器，在上面搭建了scoket客户端
   实现了广播，服务器私发，设备与设备通过服务器私发功能，服务器端用pyside2制作了一个简易的的客户端软件
   
   
   服务器对客户端私发
   
   如果这篇文章看的人多了，且有需要的话，我再把结束部分内容更新了，或者有这方面需要的话可以留言或者私信联系我。
   好完结撒花