Python中的套接字编程是什么?

Why use Sockets?

套接字是网络的基础。它们使在两个不同程序或设备之间的信息传输成为可能。例如，当您打开浏览器时，您作为客户端正在与服务器建立连接以进行信息传输。

在深入探讨这种通信之前，让我们首先弄清楚这些插座的确切含义。

What are Sockets?

一般而言，套接字是为发送和接收数据而构建的内部端点。单个网络将具有两个套接字，每个通信设备或程序一个。这些套接字是IP地址和端口的组合。根据所使用的端口号，单个设备可以具有n个插槽。不同的端口可用于不同类型的协议。请看以下图像，以了解有关一些常见端口号和相关协议的更多信息：

现在您已经了解了套接字的概念，现在让我们看一下Python的Socket模块：

如何在Python中实现Socket编程：

要使用Python实现Socket编程，您将需要导入socket模块或框架。该模块由创建套接字并帮助它们彼此关联所需的内置方法组成。

一些重要的方法如下：

既然您已经了解了套接字模块的重要性，那么让我们继续看一下它如何为Python中的套接字编程创建服务器和客户端。

什么是服务器？

服务器可以是程序，计算机或专用于管理网络资源的设备。服务器可以在同一台设备或计算机上，也可以在本地连接到其他设备和计算机，甚至可以远程连接。有各种类型的服务器，例如数据库服务器，网络服务器，打印服务器等。

服务器通常使用诸如socket.socket（），socket.bind（），socket.listen（）等方法来建立连接并绑定到客户端。现在，让我们编写一个程序来创建服务器。考虑以下示例：

例子：

import socket
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((socket.gethostname(),1234))
#port number can be anything between 0-65535(we usually specify non-previleged ports which are > 1023)
s.listen(5)

while True:
    clt,adr=s.accept()
    print(f"Connection to {adr}established")
   #f string is literal string prefixed with f which
   #contains python expressions inside braces
    clt.send(bytes("Socket Programming in Python","utf-8 ")) #to send info to clientsocket

如您所见，创建套接字的第一个必要条件是导入套接字模块。之后，使用socket.socket（）方法创建服务器端套接字。

NOTE：

AF_INET是指Internet上的地址，它需要一对（主机，端口），其中主机可以是某个特定网站的URL或它的地址，并且端口号是整数。SOCK_STREAM用于创建TCP协议。

bind（）方法接受两个参数作为元组（主机，端口）。但是，最好使用4位数字的端口号，因为通常占用较小的端口号。listen（）方法允许服务器接受连接。在这里，5是同时出现的多个连接的队列。此处可以指定的最小值为0（如果您提供较小的值，则将其更改为0）。如果未指定任何参数，则采用默认的合适参数。

在while循环允许接受连接永远。“ clt”和“ adr”是客户端对象和地址。print语句仅打印出客户端套接字的地址和端口号。最后，clt.send用于发送字节数据。

现在我们的服务器已经准备好了，让我们继续前进到客户端。

什么是客户端？

客户端是从服务器接收信息或服务的计算机或软件。在客户端服务器模块中，客户端从服务器请求服务。最好的例子是Web浏览器，例如Google Chrome，Firefox等。这些Web浏览器向Web服务器请求用户指示的所需网页和服务。其他示例包括在线游戏，在线聊天等。

现在让我们看一下如何用Python编程语言编写客户端程序：

例子：

import socket
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((socket.gethostname(), 2346))
msg=s.recv(1024)
print(msg.decode("utf-8"))

第一步是导入套接字模块，然后创建套接字，就像创建服务器时一样。然后，要在客户端-服务器之间创建连接，您需要通过指定（主机，端口）使用connect（）方法。

注意：当客户端和服务器位于同一台计算机上时，将使用gethostname。（LAN –本地IP / WAN –公用IP）

在这里，客户端希望从服务器接收一些信息，为此，您需要使用recv（）方法，并且该信息存储在另一个变量msg中。请记住，传递的信息将以字节为单位，并且在上述程序的客户端中，一次传输最多可接收1024个字节（缓冲区大小）。可以指定任意数量，具体取决于传输的信息量。

最后，正在传输的消息应进行解码和打印。

既然您已经知道如何创建客户端-服务器程序，那么让我们继续看看如何执行它们。

Echo Client-Server:

要执行这些程序，请打开命令提示符，进入创建了客户端和服务器程序的文件夹，然后键入：

py server.py（在这里，server.py是服务器的文件名，您也可以使用py -3.7 server.py）

完成此操作后，服务器将开始运行。要执行客户端，请打开另一个cmd窗口，然后键入：

py client.py（此处，client.py是客户端的文件名）

输出（服务器）： 

（客户）

让我们通过将缓冲区大小减小到7来尝试相同的程序，然后看看我们得到什么输出：
输出： 

如您所见，连接在传输7个字节后终止。但这是一个问题，因为您尚未收到完整的信息，并且连接已关闭。让我们继续解决这个问题。

Multiple Communications:

为了使连接一直持续到客户端收到完整的信息，可以使用while循环：

例子：

import socket
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((socket.gethostname(), 2346))
while True:
msg=s.recv(7)
print(msg.decode("utf-8"))

完成此操作后，每次传输将以7个字节的形式接收完整的消息。

但是这一次，如您所见，连接不会终止，您也不知道何时会发生连接。除此之外，如果您实际上不知道客户端将从服务器接收到的消息或信息有多大，该怎么办。在这种情况下，您实际上可以在客户端使用以下代码：

例子：

complete_info=''
while True:
    msg = s.recv(7)
    if len(msg)<=0:
        break
    complete_info += msg.decode("utf-8")
print(complete_info)

在服务器端，使用close（）方法，如下所示：

clt.close()

输出如下图所示：

输出：

上面的代码块所做的全部工作是，检查信息的大小，并一次将其打印在两个字节的缓冲区中，再在完成连接后将其关闭。

传输Python对象：

直到这里，您才有了传输字符串的诀窍。但是，Python中的套接字编程也允许您传输Python对象。这些对象可以是集合，元组，字典等任何对象。要实现此目的，您将需要导入Python的pickle模块。

Python pickle模块：

当您实际上在python中序列化或反序列化对象时，Python pickle模块就会出现。让我们看一个小例子，

例子：

import pickle

mylist=[1,2,'abc']
mymsg = pickle.dumps(mylist)
print(mymsg)

输出：

b'x80x03] qx00（Kx01Kx02Xx03x00x00x00abcqx01e。

如您所见，在上面的程序中，使用pickle模块的dumps（）函数对'mylist'进行了序列化。还要注意，输出以“ b”开头，这意味着它已转换为字节。在套接字编程中，可以实现此模块以在客户端和服务器之间传输python对象。

如何使用pickle模块传递python对象结构？

当您将泡菜与套接字一起使用时，您绝对可以通过网络传输任何内容。让我们写下服务器端和客户端对应项，以将列表从服务器传输到客户端：

服务器端：

import socket
import pickle

a=10
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((socket.gethostname(), 2133))        #binding tuple
s.listen(5)
while True:
    clt , adr = s.accept()
    print(f"Connection to {adr}established")

    m={1:"Client", 2:"Server"}
    mymsg = pickle.dumps(m)  #the msg we want to print later
    mymsg = {len(mymsg):{a}}"utf-8") + mymsg
    clt.send(mymsg)

在这里，m是一个字典，它基本上是一个python对象，需要从服务器发送到客户端。这是通过首先使用dumps（）序列化对象，然后将其转换为字节来完成的。现在让我们写下客户端对应的内容：

客户端：

import socket
import pickle
a=10
s=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((socket.gethostname(), 2133))

while True:
    complete_info = b''
    rec_msg = True
    while True:
        mymsg = s.recv(10)
       if rec_msg:
            print(f"The length of message = {mymsg[:a]}")
            x = int (mymsg[:a ] )
            rec_msg = False
            complete_info += mymsg
            if len(complete_info)-a == x:
            print("Recieved the complete info")
            print(complete_info[a:])
            m = pickle.loads(complete_info[a:])
            print(m)
            rec_msg = True
complete_info = b''
print(complete_info)

第一个while循环将帮助我们跟踪完整消息（complete_info）以及正在使用缓冲区接收的消息（rec_msg）。通过设置rec_设置消息，然后，在接收消息时，我所做的就是打印每个消息，并在大小为10的缓冲区中接收该消息。此大小可以是任何值，具体取决于您的个人选择。

然后，如果收到的消息等于完整的消息，那么我只是将消息打印为已接收的完整信息，然后使用loads（）将消息反序列化。上面程序的输出如下：

到此这篇关于Python中的套接字编程是什么?的文章就介绍到这了,更多相关Python套接字编程内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！