python套接字(socket)通信初步

python标准库中内置了底层网络接口socket，以下代码均默认from socket import *

初步认识

socket被翻译成套接字，尽管有些人诟病，但我觉得还挺贴切的。其功能是提供低级别的网络服务，最常用的就是根据IP来传输数据。

所谓传输，就要有两个“端”，首先做一个服务端

import socket
s = socket.socket()
host = socket.gethostname() #本机地址   
port = 12345                #端口
s.bind((host,port))         #绑定端口
s.listen(3)     #开始监听，最多支持三个链接
while True:
    c, addr = s.accept()    #等待连接
    print("Linked @ Addr",addr)
    break

#下面为发送命令
while True:
    data = input("input data:")
    c.send(data.encode("utf8"))
    if data=="exit":
        c.close()
        break

需要注意的是，send需要发送的内容是二进制码，故而通过encode和decode来编解码。最后如果输入exit则退出。

然后写一个客户端

import socket
s = socket.socket()
host = socket.gethostname()
port = 12345
s.connect((host,port))
while True:
    data = s.recv(1024).decode("utf8")
    if data!=b'':
        print("receive data:", data)
    # 当接收到exit时关闭端口，退出循环
    if data[:4]=="exit":
        s.close()
        break

运行之后，服务端和客户端的输入输出分别为

#服务端
Linked @ Addr ('192.168.1.113', 9953)
input data:hello world
11
input data:who are you
11
input data:can u speak chinese?
20
input data:exit
4

---

#客户端
receive data: hello world
receive data: who are you
receive data: can u speak chinese?
receive data: exit

socket对象

在上例中，通过socket.socket创建了一个socket对象，其完整的构造函数为

socket.socket(family=AF_INET, type=SOCK_STREAM,proto=0,fileno=None)

其中，family表示套接字的地址族，主要包括三类

地址族	AF_INET	AF_INET6	AF_UNIX
协议来源	IPv4	IPv6	UNIX

在创建串口时，可以通过或运算|同时选择多个地址族。

type为套接字类型，比较常用的有两种

• SOCK_STREAM，为流式套接字，特点是传输与接收顺序相同，安全。
• SOCK_DGRAM，为数据报格式套接字，特点是快、无顺序、可能丢失

proto为协议号，一般为0，当协议族为AF_CAN时，协议应为CAN_RAW, CAN_BCM, CAN_ISOTP 或 CAN_J1939。

fileno代表一个创建socket的文件。

尽管构造函数并无声明客户端与服务端的参数，但从功能来看，二者所能够调用的成员应该并不完全相同。

其中，bind，listen，accept这三个方法为服务端的专有方法，其功能分别为

• bind(address)：将其绑定到某个地址，其中地址address一般为一个元组，包括IP和端口号
• listen(N)：启动一个服务器用于接受连接，N为最多连接个数，不小于0。
• accept()：接受一个连接，无参数，返回值是(conn, address)元组，conn是一个新的socket对象，用于收发数据。

相应地，客户端也有两个专用的方法

• connect(address)：连接某个地址。
• connect_ex(address)：和connect相比，当出现错误时返回错误码，而不报错。

接下来是客户端和服务端均可使用的方法，其中最关键的就是发送send和接收recv。

其中，与发送相关的函数有

• send(bytes)：其中bytes为发送字节，返回已发送的字节（有的时候可能并没有发完）。
• sendall(bytes)：和send相比，会持续发送bytes，直到所有数据都已发送或者报错。
• sendfile(file,offset=0,count=None)：在Unix下发送文件，在Windows下和send相同，相当于是不可用的。
• sendto(bytes,addresss)：指定地址发送数据。

在Windows中可用的接收相关函数有两组，其中bufsize表示接收数据的最大字节数。

	返回数据	返回数据+接收端地址
不写入缓冲区	recv(bufsize)	recvfrom(bufsize)
写入缓冲区buf	recv_into(buf,bufsize)	recvfrom_into(buf,bufsize)

get-set是很多模块中都会出现的函数名称，前者代表获取某种参数，后者代表设置某些参数，一般后者的输入为前者的输出。

get	set
get_inheritable()	set_inheritable(i)	套接字文件描述符
getblocking()	setblocking(flag)	flag为false是非阻塞，否则阻塞
getpeername()		获取套接字连接到的远程地址
getsockname()		获取套接字本机地址
gettimeout()	settimeout(value)	超时秒数

套接字中止或者关闭的方法有下面几种

• close()关闭套接字的文件描述符
• detach()关闭套接字对象，但并不关闭文件描述符

shutdown(how)可以部分关闭套接字的连接，其中how为

• SHUT_RD：后续不再允许接收
• SHUT_WR：后续不再允许发送
• SHUT_RDWR：后续的发送和接收都不允许