<>学习笔记 | 第14章 | 网络编程

Python是个很强大的网络编程工具，原因有二:

1. Python内有很多针对常见网络协议的库

2. Python在处理字节流方面的优势

本章主要内容: 探讨Python标准库中的一些网络模块，探讨SocketServer类，最后是Twisted框架.

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相关模块

Socket模块

基本组件，用于两个程序之间的信息通道。套接字包括两个: 服务器套接字和客户端套接字。创建一个服务器套接字后，让它等待连接，这样它就在某个网络地址处监听。客户端套接字负责:简单的连接，完成事务，断开连接。一个套接字就是一个socket模块中的socket类的实例。它的实例化需要3个参数:

第一个参数: 地址族，默认是socket.AF_INET

第二个参数: 流(socket.SOCK_STREAM)或数据报(socket.SOCK_DGRAM)

第三个参数: 使用的协议，默认是0，使用默认值即可。对于一个普通的套接字，不需要提供任何参数

服务器套接字使用bind方法后，再调用listen方法监听给定的地址，客户端套接字使用connect去连服务器。一个地址就是一个格式化元祖(host,port).listen方法只有一个参数，即服务器未处理的连接长度(即允许排队等待的连接数目，这些连接在停止接收之前等待接收).

服务器套接字开始监听后，它就可以接受客户端的连接。这个步骤使用accept方法完成。这个方法会阻塞(等待),直到客户端连接，然后返回一个格式为(client,address)的元祖,client:客户端套接字,address:一个前面解释过的地址。服务器能处理客户端到它满意的程度，然后调用另一个accept方法开始等待下一个连接。这个过程通常都在一个无限循环中实现的。套接字有两个方法:send和recv，用于传输数据.

最简单的CLIENT/SERVER

服务器端程序

 import socket

 s = socket.socket()

 host = socket.gethostname()
 port = 1234

 s.listen(5)
 while True:
     c.addr =s.accept()
     print 'Got connect from',addr
     c.send('Thank you for connecting')
     c.close()

客户端程序

 import socket

 s = socket.socket()

 host = socket.gethostname()
 port = 1234

 s.connect((host,port))
 print s.recv(1024)

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urllib和urllib2模块

网络库中，最强大的是urllib和urllib2.这两个模块功能差不多，但urllib2更好一些。如果只使用简单的下载,urllib就足够了。如果需要使用HTTP验证或cookie或者要为自己的协议写扩展程序的话，那么urllib2是个最好的选择.

1. 打开远程文件

#可以使用只读模式,使用的是来自urllib莫开的urlopen,而不是open或file

 >>> from urllib import urlopen
 >>> webpage = urlopen('http://www.python.org')

#urlopen返回的类文件对象支持close,read,readline,readlines，也支持迭代。

假设想要提取Python页中"About"链接的URL，那么就可以用正则表达式来实现.

 >>> import re
 >>> text = webpage.read()
 >>> m = re.search('<a href="([^"]+).*?">about</a>',text,re.IGNORECASE)
 >>> m.group(1)
 '/about/'

2. 获取远程文件

 如果希望urllib为你下载文件并在本地存储一个文件的副本，那么可以使用urlretrieve. 它返回一个元祖(filename,headers)而不是类文件对象,filename是本地文件的名字,headers包含一些远程文件的信息，如果想要为下载的副本指定文件名，可以在urlretrieve函数的第2个参数中给出。

>>> urlretrieve('http://www.python.org','C:\\python_webpage.html')

#该语句获取Python的主页并把它存储在文件python_webpage.html中，如果没有指定，文件会放在临时的位置，用open函数打开它，完成操作后，删除以节省磁盘空间。要清理临时文件，可以用urlcleanup函数，该函数负责清理工作.

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其他模块

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SocketServer

如果想实现超出基础的应用，就要借助SocketServer，该模块是很多服务器框架的基础，包括BaseHTTPServer,SimpleHTTPServer,CGIHTTPServer,SimpleXMLRPCServer和DocXMLRPCServer.

SocketServer包含了4个基本的类: 

针对TCP套接字流的TCPServer

针对UDP数据报套接字的UDPServer

针对UnxiStreamServer

针对UnixDatagramServer

主要用的第一个类。

代码清单: 一个基于SocketServer的小型服务器

 from SocketServer import TCPServer, StreamRequestHandler

 class Handler(StreamRequestHandler):
     def handle(self):
         addr = self.request.getpeername()
         print 'Got connection from', addr
         self.wfile.write('Thank you for connecting')

 server = TCPServer(('',1234),Handler)
 server.serve_forever()

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多连接:

一次处理多个连接的3个方法: 分叉(forking)、线程(threading)以及异步I/O(asynchronous I/O)

代码清单: 使用了分叉技术的服务器

 from SocketServer import TCPServer, ForkingMixIn, StreamRequestHandler

 class Server(ForkingMixIn,TCPServer): pass

 class Handler(StreamRequestHandler):

     def handle(self):
         addr = self.request.getpeername()
         print 'Got connection from', addr
         self.wfile.write('Thank you for connecting')

 server = Server(('',1234),Handler)
 server.serve_forever()

代码清单: 使用了线程处理的服务器

 from SocketServer import TCPServer, ThreadingMixIn, StreamRequestHandler

 class Server(ThreadingMixIn, TCPServer): pass

 class Handler(StreamRequestHandler):

     def handle(self):
         addr = self.request.getpeername()
         print 'Got connection from', addr
         self.wfile.write('Thank you for connecting')

 server = Server(('',1234),Handler)
 server.serve_forever()

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Twisted

来自于Twisted Matrix实验室的Twisted是一个事件驱动的Python的网络框架，原来是为了网络游戏开发的，现在被所有类型的网络软件使用。Twisted能很好地和几个常见的GUI工具包(Tk,GTK,Qt以及wxWidgets)协同工作。Twisted是一个非常丰富的框架，并且支持WEB服务器，客户机，SSH2，SMTP,POP3，IMAP4，AIM,ICQ,IRC,MSN,DNS等.

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安装Twisted

下载网址: https://twistedmatrix.com/trac/ 可以选择自己的操作系统，Python的版本来安装.

在Windows平台下，可选择.msi或.exe文件来安装，也可以用Distutils来安装 python setup.py install

其他的平台系统，可选择RPM,APT,Portage等，来安装

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编写Twisted服务器

代码清单: 使用Twisted的简单服务器

 from twisted.internet import reactor
 from twisted.internet.protocol import Protocol, Factory

 class SimpleLogger(Protocol):

     def connectionMade(self):
         print 'Got connection from', self.transfort.client

     def connectionLost(self,reason):
         print self.transport.client, 'disconnected'

     def dataReceived(self, data):
         print data

 factory = Factory()
 factory.protocal = SimpleLogger

代码清单: 使用了LineReceiver协议改进的记录服务器

 from twisted.internet import reactor
 from twisted.internet.protocol import Factory
 from twisted.protocols.basic import LineReceiver

 class SimpleLogger(LineReceiver):

     def connectionMade(self):
         print 'Got connection from', self.transport.client

     def connectionLost(self, reason):
         print self.transport.client, 'disconnected'

     def lineReceived(self, reason):
         print line

 factory = Factory()
 factory.protocol = SimpleLogger

 reactor.listenTCP(1234, factory)
 reactor.run()

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