Python 绝技 —— TCP 服务器与客户端

listen() 函数用于 TCP 服务器开启套接字的监听功能。函数原型如下：

socket.listen([backlog]) 

• backlog 可选参数代表套接字在拒绝新连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数。backlog 参数一般设置为 5，若未设置，系统会为其自动设置一个合理的值。

connect() 函数

connect() 函数用于 TCP 客户端向 TCP 服务器发起连接请求。函数原型如下：

socket.accept() 

address 参数代表套接字要连接的地址，其格式取决于套接字的 family 参数。若 family 参数为 AF_INET，则 address 参数表示为二元组 (host, port)，其中 host 是用字符串表示的主机地址，port 是用整型表示的端口号。

accept() 函数

accept() 函数用于 TCP 服务器接受 TCP 客户端的连接请求。函数原型如下：

socket.accept() 

accept() 函数的返回值是二元组 (conn, address)，其中 conn 是服务器用来与客户端交互数据的套接字对象，address 是客户端的 IP 地址与端口号，用二元组 (host, port) 表示。

send() 函数

send() 函数用于向远程套接字对象发送数据。注意，本机套接字必须与远程套接字成功连接后才能使用该函数，否则会报错。可见，send() 函数只能用于 TCP 进程间通信，而对于 UDP 进程间通信应该用 sendto() 函数。函数原型如下：

socket.send(bytes[, flags]) 

bytes 参数代表即将发送的 bytes 对象数据。例如，对于字符串 "hello world!" 而言，需要用 encode() 函数转换为 bytes 对象 b"hello world!" 才能进行网络传输。

flags 可选参数用于设置 send() 函数的特殊功能，默认值为 0，也可由一个或多个预定义值组成，用位或操作符 | 隔开。详情可参考 Unix 函数手册中的 send(2)，flags 参数的常见取值有 MSG_OOB、MSG_EOR 、MSG_DONTROUTE等。

send() 函数的返回值是发送数据的字节数。

recv() 函数

recv() 函数用于从远程套接字对象接收数据。注意，与 send() 函数不同，recv() 函数既可用于 TCP 进程间通信，也能用于 UDP 进程间通信。函数原型如下：

socket.recv(bufsize[, flags]) 

bufsize 参数代表套接字可接收数据的最大字节数。注意，为了使硬件设备与网络传输更好地匹配，bufsize 参数的值最好设置为 2 的幂次方，例如 4096。

flags 可选参数用于设置 recv() 函数的特殊功能，默认值为 0，也可由一个或多个预定义值组成，用位或操作符 |隔开。详情可参考 Unix 函数手册中的 recv(2)，flags 参数的常见取值有 MSG_OOB、MSG_PEEK、MSG_WAITALL 等。

recv() 函数的返回值是接收到的 bytes 对象数据。例如，接收到 bytes 对象 b"hello world!"，最好用 decode() 函数转换为字符串 "hello world!" 再打印输出。

close() 函数

close() 函数用于关闭本地套接字对象，释放与该套接字连接的所有资源。

socket.close() 

threading 模块

本节介绍上述代码中用到的内建模块 threading，是 Python 多线程的核心模块。

Thread() 类

Thread() 类可以创建线程对象，用于调用 start() 函数启动新线程。类原型如下：

class threading.Thread(group=None, target=None, name=None, args=(), kwargs={}, *, daemon=None) 

• group 参数作为以后实现 ThreadGroup() 类的保留参数，目前默认值为 None。
• target 参数代表线程被 run() 函数激活后调用的函数，默认值为 None，即没有任何函数会被调用。
• name 参数代表线程名，默认值为 None，则系统会自动为其命名，格式为「Thread-N」，N 是从 1 开始的十进制数。
• args 参数代表 target 参数指向函数的普通参数，用元组(tuple)表示，默认值为空元组 ()。
• kwargs 参数代表 target 参数指向函数的关键字参数，用字典(dict)表示，默认值为空字典 {}。
• daemon 参数用于标示进程是否为守护进程。若设置为 True，则标示为守护进程;若设置为 False，则标示为非守护进程;若设置为 None，则继承当前父线程的 daemon 参数值。

创建完线程对象后，需使用对象的内置函数控制多线程活动。

start() 函数

start() 函数用于开启线程活动。函数原型如下：

Thread.start() 

注意，每个线程对象只能调用一次 start() 函数，否则会导致 RuntimeError 错误。

0x07 总结

本文介绍了 TCP 协议与 socket 编程的基础知识，再用 Python 3 实现并演示了 TCP 服务器与客户端的通信过程，其中还运用了简单的多线程技术，最后将脚本中涉及到的 Python API 做成了的参考索引，有助于理解实现过程。

（编辑：晋中站长网）

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