day36(socket套接字)

1、socket是什么？

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。

把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，方便用户调用。

 

2、socket分类

基于文件类型的套接字家族：AF_UMIX

基于网络类型的套接字家族：AF_INET

 

3、TCP套接字工作流程

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

面向锁的套接字方法
s.setblocking() 设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.settimeout() 设置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout() 得到阻塞套接字操作的超时时间

面向文件的套接字的函数
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

# 流程案例

# 服务端

# 服务端应该满足的特点：
# 1、一直提供服务
# 2、并发地提供服务

import socket

# 1、socket（）创建服务器套接字 == 》买手机 
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 流式协议=》tcp协议

# 2、bind() 把地址绑定到套接字 == 》绑定手机卡
phone.bind(('127.0.0.1',8080)) # 0-65535, 1024以前的都被系统保留使用

# 3、listen() 监听链接 == 》开机
phone.listen(5) # 5指的是半连接池的大小
print('服务端启动完成，监听地址为:%s:%s' %('127.0.0.1',8080))

# 4、accept() 接受客户端请求 ==》等待电话连接请求：拿到电话连接conn
# 加上链接循环
while True:
    conn,client_addr=phone.accept()

    # 5、通信：收\发消息
    while True:
        try:
            data=conn.recv(1024) # 最大接收的数据量为1024Bytes，收到的是bytes类型
            if len(data) == 0:
                # 在unix系统洗，一旦data收到的是空
                # 意味着是一种异常的行为：客户度非法断开了链接
                break
            print("客户端发来的消息：",data.decode('utf-8')) 
            conn.send(data.upper())
        except Exception:
            # 针对windows系统
            break

    # 6、close()关闭客户端套接字 ==》关闭电话连接conn（必选的回收资源的操作)
    conn.close()

# 7、关机（可选操作）
phone.close()

# 客户端
import socket

#1、socket()创建客户端套接字 ==》买手机
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 流式协议=》tcp协议

#2、connect() 尝试连接服务器 ==》拨通服务端电话
phone.connect(('127.0.0.1',8080))

#3、通信
while True:
    msg=input("输入要发送的消息>>>: ").strip() 
    if len(msg) == 0:continue
    phone.send(msg.encode('utf-8'))
    print('======?')
    data=phone.recv(1024)
    print(data.decode('utf-8'))

分析：当msg = ''时，发生了什么？
如果不加限制条件，会向本机操作系统发送‘空’，系统是不会向服务端发送数据的，会
造成阻塞

#4、关闭连接(必选的回收资源的操作)
phone.close()

 

4、问题及解决方案

有的同学在重启服务端时可能会遇到

这个是由于你的服务端仍然存在四次挥手的time_wait状态在占用地址造成的

解决方法：

方法一：加入一条socket配置，重用ip和端口

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)

phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它，在bind前加

phone.bind(('127.0.0.1',8080))



方法二：直接更改端口

 

5、半连接池

listen(5)维护着一个半连接池，最多只能容纳5个，相当于一个等候室，没有必要非常大，

而accept的作用就是从半连接池取走客户端的请求往下执行

在正常情况下，由于多并发程序的存在，程序执行非常快

在没有并发的情况下，程序会往下执行，在当前处理的请求未终结之前，半连接池内的其它客户端的请求会一直等待

 

6、基于UDP协议的套接字通信

# udp是无链接的，先启动哪一端都不会报错

# 服务端

import socket
# 1、创建套接字
server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) # 数据报协议=》udp协议
# 2、把地址绑定给套接字
server.bind(('127.0.0.1',8081))
# 3、通信
while True:
    data,client_addr=server.recvfrom(1024)
    server.sendto(data.upper(),client_addr)

# 4、断开连接
server.close()

 

# 客户端

import socket
# 1、创建套接字
client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) # 流式协议=》tcp协议
# 2、通信
while True:
    msg=input('>>>: ').strip()
    client.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8081))
    res=client.recvfrom(1024)
    print(res)
# 3、断开通信
client.close()

注意：1、UDP通信可以发’ 空‘，是因为UDP协议是数据报形式，在通信时经过处理后在系统看来并不为空，因此可以正常发送

　　　2、UDP通信如果客户端意外断开，不会引起服务端出现异常