大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

Socket是什么呢？

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）

基本上，Socket 是任何一种计算机网络通讯中最基础的内容。例如当你在浏览器地址栏中输入 http://www.cnblogs.com/ 时，你会打开一个套接字，然后连接到 http://www.cnblogs.com/ 并读取响应的页面然后然后显示出来。而其他一些聊天客户端如 gtalk 和 skype 也是类似。任何网络通讯都是通过 Socket 来完成的。

Python 官方关于 Socket 的函数请看 http://docs.python.org/library/socket.html

socket和file的区别：

　　1、file模块是针对某个指定文件进行【打开】【读写】【关闭】

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

       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。
你会使用它们吗？
       前人已经给我们做了好多的事了，网络间的通信也就简单了许多，但毕竟还是有挺多工作要做的。以前听到Socket编程，觉得它是比较高深的编程知识，但是只要弄清Socket编程的工作原理，神秘的面纱也就揭开了。
       一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友，先拨号，朋友听到电话铃声后提起电话，这时你和你的朋友就建立起了连接，就可以讲话了。等交流结束，挂断电话结束此次交谈。    生活中的场景就解释了这工作原理，也许TCP/IP协议族就是诞生于生活中，这也不一定。

python之socket编程

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。

===================================================

下面是常用的方法：

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

以下是例子：

例子1：

简单的服务器和客户端之间进行通讯

service端：

"""
file: service.py
socket service
"""


import socket
import threading
import time
import sys


def socket_service():
    try:
        s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        # 防止socket server重启后端口被占用（socket.error: [Errno 98] Address already in use）
        s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
        s.bind(('127.0.0.1', 6666))
        s.listen(10)
    except socket.error as msg:
        print(msg)
        sys.exit(1)
    print('Waiting connection...')

    while 1:
        conn, addr = s.accept()
        t = threading.Thread(target=deal_data, args=(conn, addr))
        t.start()

def deal_data(conn, addr):
    print('Accept new connection from {0}'.format(addr))
    conn.send(('Hi, Welcome to the server!').encode())
    while 1:
        data = conn.recv(1024)
        print('{0} client send data is {1}'.format(addr, data.decode()))#b'\xe8\xbf\x99\xe6\xac\xa1\xe5\x8f\xaf\xe4\xbb\xa5\xe4\xba\x86'
        time.sleep(1)
        if data == 'exit' or not data:
            print('{0} connection close'.format(addr))
            conn.send(bytes('Connection closed!'),'UTF-8')
            break
        conn.send(bytes('Hello, {0}'.format(data),"UTF-8"))#TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'
    conn.close()


if __name__ == '__main__':
    socket_service()

客户端：

import socket
import sys


def socket_client():
    try:
        s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        s.connect(('127.0.0.1', 6666))
    except socket.error as msg:
        print(msg)
        sys.exit(1)
    print(s.recv(1024))#目的在于接受：Accept new connection from (...
    while 1:
        data = input('please input work: ').encode()
        s.send(data)
        print('aa',s.recv(1024))
        if data == 'exit':
            break
    s.close()


if __name__ == '__main__':
    socket_client()

例子二：

进行文件的传输，如，.txt,.jpg等等

服务器端：

###服务器端server.py
import socket
import os
import sys
import struct


def socket_service_image():
    try:
        s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
        # s.bind(('127.0.0.1', 6666))
        s.bind(('127.0.0.1', 6666))
        s.listen(10)
    except socket.error as msg:
        print(msg)
        sys.exit(1)

    print("Wait for Connection.....................")

    while True:
        sock, addr = s.accept()  # addr是一个元组(ip,port)
        deal_image(sock, addr)


def deal_image(sock, addr):
    print("Accept connection from {0}".format(addr))  # 查看发送端的ip和端口

    while True:
        fileinfo_size = struct.calcsize('128sq')
        print('fileinfo_size is',fileinfo_size)
        buf = sock.recv(fileinfo_size)  # 接收图片名
        print('buf is ',buf)
        if buf:
            filename, filesize = struct.unpack('128sq', buf)
            print('filename ,filesize is',filename.decode(),filesize )
            fn = filename.decode().strip('\x00')
            print('fn is ',fn)
            new_filename = os.path.join('./',
                                        'new_' + fn)  # 在服务器端新建图片名（可以不用新建的，直接用原来的也行，只要客户端和服务器不是同一个系统或接收到的图片和原图片不在一个文件夹下）

            recvd_size = 0
            fp = open(new_filename, 'wb')

            while not recvd_size == filesize:
                if filesize - recvd_size > 1024:
                    data = sock.recv(1024)
                    recvd_size += len(data)
                else:
                    data = sock.recv(1024)
                    recvd_size = filesize
                print('data is',data)
                fp.write(data)  # 写入图片数据
            fp.close()
        sock.close()
        break


if __name__ == '__main__':
    socket_service_image()

客户端：

'''
Fuction：客户端发送图片和数据
Date：
Author：mxh
'''
###客户端client.py
import socket
import os
import sys
import struct


def sock_client_image():
    while True:
        try:
            s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
            s.connect(('127.0.0.1', 6666))  # 服务器和客户端在不同的系统或不同的主机下时使用的ip和端口，首先要查看服务器所在的系统网卡的ip
            # s.connect(('127.0.0.1', 6666))  #服务器和客户端都在一个系统下时使用的ip和端口
        except socket.error as msg:
            print(msg)
            print(sys.exit(1))
        filepath = input('input the file: ')  # 输入当前目录下的图片名 xxx.jpg
        fhead = struct.pack(b'128sq', bytes(os.path.basename(filepath), encoding='utf-8'),
                            os.stat(filepath).st_size)  # 将xxx.jpg以128sq的格式打包
        s.send(fhead)

        fp = open(filepath, 'rb')  # 打开要传输的图片
        while True:
            data = fp.read(1024)  # 读入图片数据
            if not data:
                print('{0} send over...'.format(filepath))
                break
            s.send(data)  # 以二进制格式发送图片数据
        s.close()
        # break    #循环发送


if __name__ == '__main__':
    sock_client_image()

IO多路复用

I/O（input/output），即输入/输出端口。每个设备都会有一个专用的I/O地址，用来处理自己的输入输出信息首先什么是I/O：

I/O分为磁盘io和网络io，这里说的是网络io

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(socket)，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。

Linux下网络I/O使用socket套接字来通信，普通I/O模型只能监听一个socket，而I/O多路复用可同时监听多个socket.

I/O多路复用避免阻塞在io上，原本为多进程或多线程来接收多个连接的消息变为单进程或单线程保存多个socket的状态后轮询处理.

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。

对于select模块操作的方法：

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），则获取发生变化的句柄并添加到返回值1 序列中

2、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

5、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

例子1：

服务端：
sk1 = socket.socket()
sk1.bind(("127.0.0.1",8001))
sk1.listen()

inpu = [sk1,]

while True:
    r_list,w_list,e_list = select.select(inpu,[],[],1)
    for sk in r_list:
        if sk == sk1:
            conn,address = sk.accept()
            inpu.append(conn)
        else:
            try:
                ret = str(sk.recv(1024),encoding="utf-8")
                sk.sendall(bytes(ret+"hao",encoding="utf-8"))
            except Exception as ex:
                inpu.remove(sk)

客户端
import socket

obj = socket.socket()

obj.connect(('127.0.0.1',8001))

while True:
    inp = input("Please(q\退出):\n>>>")
    obj.sendall(bytes(inp,encoding="utf-8"))
    if inp == "q":
        break
    ret = str(obj.recv(1024),encoding="utf-8")
    print(ret)

例子2：

服务端：
import socket
sk1 = socket.socket()
sk1.bind(("127.0.0.1",8001))
sk1.listen()
inputs = [sk1]
import select
message_dic = {}
outputs = []
while True:

    r_list, w_list, e_list = select.select(inputs,[],inputs,1)
    print("正在监听的socket对象%d" % len(inputs))
    print(r_list)
    for sk1_or_conn in r_list:
        if sk1_or_conn == sk1:
            conn,address = sk1_or_conn.accept()
            inputs.append(conn)
            message_dic[conn] = []
        else:
            try:
                data_bytes = sk1_or_conn.recv(1024)
                data_str = str(data_bytes,encoding="utf-8")
                sk1_or_conn.sendall(bytes(data_str+"好",encoding="utf-8"))
            except Exception as ex:
                inputs.remove(sk1_or_conn)
            else:
                data_str = str(data_bytes,encoding="utf-8")
                message_dic[sk1_or_conn].append(data_str)
                outputs.append(sk1_or_conn)
        for conn in w_list:
            recv_str = message_dic[conn][0]
            del message_dic[conn][0]
            conn.sendall(bytes(recv_str+"好",encoding="utf-8"))
        for sk in e_list:
            inputs.remove(sk)

客户端：
import socket

obj = socket.socket()

obj.connect(('127.0.0.1',8001))

while True:
    inp = input("Please(q\退出):\n>>>")
    obj.sendall(bytes(inp,encoding="utf-8"))
    if inp == "q":
        break
    ret = str(obj.recv(1024),encoding="utf-8")
    print(ret)

参考：

https://www.cnblogs.com/aylin/p/5572104.html

https://www.cnblogs.com/wangcq/p/3520400.html

发布者：全栈程序员-用户IM，转载请注明出处：https://javaforall.cn/158519.html原文链接：https://javaforall.cn

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