python socket.socket()函数 套接字详解及TCP、UDP程序示例（粘包等）

socket的定义

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

补充：也有人将socket说成ip+port，ip是用来标识互联网中的一台主机的位置，而port是用来标识这台机器上的一个应用程序，ip地址是配置到网卡上的，而port是应用程序开启的，ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序，而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识

套接字的工作流程

先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

socket函数使用

socket函数用法

import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
# socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。
# socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。

# 获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。
# 使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
# 例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

服务端套接字函数

s.bind()    #绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen()  #开始TCP监听
s.accept()  #被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

客户端套接字函数

s.connect()     #主动初始化TCP服务器连接
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
s.send()            #发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall()         #发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
s.recvfrom()        #接收UDP数据
s.sendto()          #发送UDP数据
s.getpeername()     #连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname()     #当前套接字的地址
s.getsockopt()      #返回指定套接字的参数
s.setsockopt()      #设置指定套接字的参数
s.close()           #关闭套接字

面向文件的套接字方法

s.fileno()          #套接字的文件描述符
s.makefile()        #创建一个与该套接字相关的文件

打电话的流程演示

服务端.py

import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 买手机
phone.bind(('127.0.0.1',8080)) # 插电话卡

phone.listen(5) # 开机，backlog

print('starting....')
conn,addr=phone.accept() # 接电话
print(conn)
print('client addr',addr)
print('ready to read msg')
client_msg=conn.recv(1024) # 收消息
print('client msg: %s' %client_msg)
conn.send(client_msg.upper()) #发消息

conn.close()
phone.close()

客户端.py

import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.connect(('127.0.0.1',8080)) # 拨通电话

phone.send('hello'.encode('utf-8')) # 发消息

back_msg=phone.recv(1024)
print(back_msg)

phone.close()

基于TCP的套接字

略

基于UDP的套接字

udp服务端

ss = socket() # 创建一个服务器的套接字
ss.bind() # 绑定服务器套接字
inf_loop: # 服务器无限循环
cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
ss.close() # 关闭服务器套接字

udp客户端

cs = socket() # 创建客户套接字
comm_loop: # 通讯循环
cs.sendto()/cs.recvfrom() # 对话(发送/接收)
cs.close() # 关闭客户套接字

示例

服务端

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
@File    : 191226_基于UDP协议的socket_server端.py
@Time    : 2019/12/26 23:32
@Author  : Dontla
@Email   : [email protected]
@Software: PyCharm
"""
import socket

ip_port = ('192.168.1.49', 9000)
BUFSIZE = 1024
udp_server_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

udp_server_client.bind(ip_port)

while True:
    msg, addr = udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
    print(msg.decode('utf-8'), addr)

    udp_server_client.sendto(msg.upper(), addr)

客户端

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
@File    : 191226_基于UDP协议的socket_client端.py
@Time    : 2019/12/26 23:32
@Author  : Dontla
@Email   : [email protected]
@Software: PyCharm
"""

import socket

ip_port = ('192.168.1.49', 9000)
BUFSIZE = 1024
udp_server_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

while True:
    msg = input('>>: ').strip()
    if not msg:
        continue

    udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'), ip_port)
    back_msg, addr = udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)
    print(back_msg.decode('utf-8'), addr)

模拟QQ聊天，多个客户端和服务端通信

服务端：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
@File    : 191228_多个客户端与服务端通信_server端.py
@Time    : 2019/12/28 10:46
@Author  : Dontla
@Email   : [email protected]
@Software: PyCharm
"""
import socket

ip_port = ('192.168.1.49', 9000)
udp_server_sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
udp_server_sock.bind(ip_port)

while True:
    qq_msg, addr = udp_server_sock.recvfrom(1024)
    print('来自[{}:{}]的一条消息:{}'.format(addr[0], addr[1], qq_msg.decode('utf-8')))
    back_msg = input('回复消息: ').strip()
    udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'), addr)

客户端：

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
@File    : 191228_多个客户端与服务端通信_client端1.py
@Time    : 2019/12/28 10:51
@Author  : Dontla
@Email   : [email protected]
@Software: PyCharm
"""
import socket

BUFSIZE = 1024
udp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

qq_name_dic = {
    'TOM': ('192.168.1.49', 9000),
    'JACK': ('192.168.1.49', 9000),
    '一棵树': ('192.168.1.49', 9000),
    '武大郎': ('192.168.1.49', 9000),
}

while True:
    qq_name = input('请选择聊天对象: ').strip()
    while True:
        if not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:
            break
        msg = input('请输入消息,回车发送: ').strip()
        if msg == 'quit':
            break
        if not msg:
            continue
        udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'), qq_name_dic[qq_name])

        back_msg, addr = udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)
        print('来自[{}:{}]的一条消息:{}'.format(addr[0], addr[1], back_msg.decode('utf-8')))

# udp_client_socket.close()

其他常见问题如粘包等

略

引用文章1：【Python3之socket编程】