Python基于socket实现TCP客户端和服务端

以下是“Python基于socket实现TCP客户端和服务端”的完整攻略：

什么是Socket以及TCP/IP协议？

• Socket：Socket是通信两端建立连接所用的一个对象，可以用来发送和接收数据。
• TCP/IP协议：TCP/IP协议是Internet网络协议的基础，它定义了数据如何从一个计算机传输到另一个计算机，并规定了各种服务的标准规范。

Python中Socket模块的使用

Python提供了支持网络编程的socket模块，通过这个模块我们可以实现客户端和服务端之间的数据交互。下面，我们来简要了解一下：

• 服务器端执行流程：

  • 创建一个socket对象；
  • 绑定到一个IP地址和端口号；
  • 监听连接请求；
  • 接受客户端的连接请求；
  • 接收客户端发送的数据，并发送响应数据；
  • 关闭连接。

• 客户端执行流程：

  • 创建一个socket对象；
  • 连接到服务器；
  • 发送请求数据；
  • 接收服务器返回的响应数据；
  • 关闭连接。

示例1：基于Socket实现简单的TCP客户端和服务端

服务器端代码实现：

import socket

# 创建 socket 对象
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 获取本地主机名称
host = socket.gethostname()

# 设置一个端口号
port = 9999

# 绑定端口号和主机
server_socket.bind((host, port))

# 设置监听数量
server_socket.listen(5)

# 等待客户端连接请求
while True:
    # 建立客户端连接
    client_socket, addr = server_socket.accept()

    print("Got a connection from %s" % str(addr))

    msg = 'Welcome to the server!'

    # 向客户端发送消息
    client_socket.send(msg.encode('utf-8'))

    # 关闭连接
    client_socket.close()

客户端代码实现：

import socket

# 创建 socket 对象
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 获取本地主机名称
host = socket.gethostname()

# 设置一个端口号
port = 9999

# 连接服务，指定主机和端口
client_socket.connect((host, port))

# 接收小于 1024 字节的数据
msg = client_socket.recv(1024)

client_socket.close()

print(msg.decode('utf-8'))

在这里，我们开启了一个服务器程序，并且在客户端向服务器发送一个连接请求后，服务器向客户端发送一条欢迎消息。

示例2：基于Socket实现在线聊天室服务端

服务器端代码实现：

import socket
import threading

class Server:
    def __init__(self, host, port):
        # 创建 socket 对象
        self.server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

        # 绑定端口号和主机
        self.server_socket.bind((host, port))

        # 设置监听数量
        self.server_socket.listen(10)

        print("Server started on port %s" % str(port))

        self.clients = []

    def start(self):
        while True:
            client, address = self.server_socket.accept()

            client.send("Welcome to the chat room!".encode())

            self.clients.append(client)

            threading.Thread(target=self.client_thread, args=(client, address)).start()

    def client_thread(self, client, address):
        while True:
            try:
                msg = client.recv(1024).decode()

                self.broadcast(msg, client)
            except:
                print("Disconnected: %s:%s" % address)
                client.close()
                break

    def broadcast(self, msg, sender):
        for client in self.clients:
            if client != sender:
                try:
                    client.send(msg.encode())
                except:
                    client.close()
                    self.clients.remove(client)

host = socket.gethostname()
port = 9000

s = Server(host, port)
s.start()

客户端代码实现：

import socket
import threading

class Client:
    def __init__(self, host, port):
        # 创建 socket 对象
        self.client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

        # 连接服务，指定主机和端口
        self.client_socket.connect((host, port))

        # 接收小于 1024 字节的数据
        print(self.client_socket.recv(1024).decode())

        threading.Thread(target=self.receive).start()

    def receive(self):
        while True:
            try:
                msg = self.client_socket.recv(1024).decode()

                if msg:
                    print(msg)

            except:
                print("Error receiving message")
                self.client_socket.close()
                break

    def send(self):
        while True:
            message = input()

            self.client_socket.send(message.encode())

host = socket.gethostname()
port = 9000

c = Client(host, port)
c.send()

在这个聊天室示例中，我们开启了一个服务器进程，当客户端连接到服务器时，服务器会向客户端发送一条欢迎消息，并将该用户加入客户端列表。当任意一个客户端发送消息时，该消息就会被广播到该聊天室中所有在线的客户端。