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【Python3之socket编程】

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发表于 2019-3-9 16:22:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、socket的定义
  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。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。所以,我们无需深入理解tcp/udp协议,socket已经为我们封装好了,我们只需要遵循socket的规定去编程,写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。
补充:也有人将socket说成ip+port,ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序,ip地址是配置到网卡上的,而port是应用程序开启的,ip与port的绑定就标识了互联网中独一无二的一个应用程序,而程序的pid是同一台机器上不同进程或者线程的标识

二、套接字发展史及分类
  套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 因此,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通讯。这也被称进程间通讯,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。
  • 基于文件类型的套接字家族
套接字家族的名字:AF_UNIX
unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,可以通过访问同一个文件系统间接完成通信
  • 基于网络类型的套接字家族
套接字家族的名字:AF_INET
(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其他的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是很少被使用,或者是根本没有实现,所有地址家族中,AF_INET是使用最广泛的一个,python支持很多种地址家族,但是由于我们只关心网络编程,所以大部分时候我么只使用AF_INET)

三、套接字的工作流程
    一个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就建立起了连接,就可以讲话了。等交流结束,挂断电话结束此次交谈。
生活中的场景就解释了套接字的工作原理
先从服务器端说起。服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。

四、socket函数使用
  • socket函数用法
[url=][/url]
import socketsocket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)#socket_family 可以是 AF_UNIX 或 AF_INET。socket_type 可以是 SOCK_STREAM 或 SOCK_DGRAM。protocol 一般不填,默认值为 0。#获取tcp/ip套接字tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)#获取udp/ip套接字udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)#由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。#例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)[url=][/url]



  • 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
[url=][/url]
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[url=][/url]


  • 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

  • 面向文件的套接字方法
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

打电话的流程演示
服务端.py
[url=][/url]
import socketphone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #插电话卡phone.listen(5) #开机,backlogprint('starting....')conn,addr=phone.accept() #接电话print(conn)print('client addr',addr)print('ready to read msg')client_msg=conn.recv(1024) #收消息print('client msg: %s' %client_msg)conn.send(client_msg.upper()) #发消息conn.close()phone.close()[url=][/url]


客户端.py
[url=][/url]
import socketphone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)phone.connect(('127.0.0.1',8080)) #拨通电话phone.send('hello'.encode('utf-8')) #发消息back_msg=phone.recv(1024)print(back_msg)phone.close()[url=][/url]


输出
服务端:
starting....<socket.socket fd=4, family=AddressFamily.AF_INET, type=SocketKind.SOCK_STREAM, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080), raddr=('127.0.0.1', 65142)>client addr ('127.0.0.1', 65142)ready to read msgclient msg: b'hello'
客户端
b'HELLO'

五、基于TCP的套接字
  • tcp服务端
[url=][/url]
ss = socket() #创建服务器套接字ss.bind()      #把地址绑定到套接字ss.listen()      #监听链接inf_loop:      #服务器无限循环    cs = ss.accept() #接受客户端链接    comm_loop:         #通讯循环        cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)    cs.close()    #关闭客户端套接字ss.close()        #关闭服务器套接字(可选)[url=][/url]

  • tcp客户端
cs = socket()    # 创建客户套接字cs.connect()    # 尝试连接服务器comm_loop:        # 通讯循环    cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)cs.close()            # 关闭客户套接字
socket通信流程与打电话流程类似,我们就以打电话为例来实现一个low版的套接字通信
服务端
[url=][/url]
import socketip_port=('127.0.0.1',9000)  #电话卡BUFSIZE=1024                #收发消息的尺寸s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机s.bind(ip_port) #手机插卡s.listen(5)     #手机待机conn,addr=s.accept()            #手机接电话# print(conn)# print(addr)print('接到来自%s的电话' %addr[0])msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话print(msg,type(msg))conn.send(msg.upper())          #发消息,说话conn.close()                    #挂电话s.close()                       #手机关机[url=][/url]

客户端
[url=][/url]
import socketip_port=('127.0.0.1',9000)BUFSIZE=1024s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)s.connect_ex(ip_port)           #拨电话s.send('nitouxiang nb'.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话print(feedback.decode('utf-8'))s.close()                                       #挂电话[url=][/url]


输出
服务端
接到来自127.0.0.1的电话b'nitouxiang nb' <class 'bytes'>
客户端
NITOUXIANG NB

上述流程的问题是,服务端只能接受一次链接,然后就彻底关闭掉了,实际情况应该是,服务端不断接受链接,然后循环通信,通信完毕后只关闭链接,服务器能够继续接收下一次链接,下面是修改版
服务端
[url=][/url]
import socketip_port = ('127.0.0.1',8081)    #电话卡BUFSIZE=1024s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)  #买手机s.bind(ip_port) #手机插卡s.listen(5) #手机待机while True:                  #新增接收链接循环,可以不停的接电话    conn,addr=s.accept()    #手机接电话    print('接到来自%s的电话' %addr[0])    while True:                 ##新增通信循环,可以不断的通信,收发消息        msg=conn.recv(BUFSIZE)  #听消息,听话        if len(msg) == 0:break  #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生        print(msg,type(msg))        conn.send(msg.upper())  #发消息,说话    conn.close()                #挂电话s.close()               #手机关机[url=][/url]

客户端
[url=][/url]
import socketip_port=('127.0.0.1',8081)BUFSIZE=1024s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)s.connect_ex(ip_port)           #拨电话while True:                             #新增通信循环,客户端可以不断发收消息    msg=input('>>: ').strip()    if len(msg) == 0:continue    s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)    feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话    print(feedback.decode('utf-8'))s.close()                                       #挂电话[url=][/url]


补充:
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(如果不懂,请深入研究1.tcp三次握手,四次挥手 2.syn洪水攻击 3.服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法)
解决办法
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
[url=][/url]
发现系统存在大量TIME_WAIT状态的连接,通过调整linux内核参数解决,vi /etc/sysctl.conf编辑文件,加入以下内容:net.ipv4.tcp_syncookies = 1net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。 net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时,启用cookies来处理,可防范少量SYN攻击,默认为0,表示关闭;net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接,默认为0,表示关闭;net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收,默认为0,表示关闭。net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 TIMEOUT 时间[url=][/url]


六、基于UDP的套接字
  • udp服务端
ss = socket()   #创建一个服务器的套接字ss.bind()       #绑定服务器套接字inf_loop:       #服务器无限循环    cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)ss.close()                         # 关闭服务器套接字
  • udp客户端
cs = socket()   # 创建客户套接字comm_loop:      # 通讯循环    cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)cs.close()                      # 关闭客户套接字
示例
服务端
[url=][/url]
import socketip_port=('127.0.0.1',9000)BUFSIZE=1024udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)udp_server_client.bind(ip_port)while True:    msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)    print(msg,addr)    udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)[url=][/url]

客户端
[url=][/url]
import socketip_port=('127.0.0.1',9000)BUFSIZE=1024udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)while True:    msg=input('>>: ').strip()    if not msg:continue    udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)    back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(BUFSIZE)    print(back_msg.decode('utf-8'),addr)[url=][/url]

输出
客户端
>>: 123123 ('127.0.0.1', 9000)>>: 33 ('127.0.0.1', 9000)>>: 44 ('127.0.0.1', 9000)
服务端
b'123' ('127.0.0.1', 53066)b'3' ('127.0.0.1', 53066)b'4' ('127.0.0.1', 53066)

模拟QQ聊天,多个客户端和服务端通信
服务端
[url=][/url]
import socketip_port=('127.0.0.1',8081)udp_server_sock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM) #买手机udp_server_sock.bind(ip_port)while True:    qq_msg,addr=udp_server_sock.recvfrom(1024)    print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],qq_msg.decode('utf-8')))    back_msg=input('回复消息: ').strip()    udp_server_sock.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)[url=][/url]

客户端1
[url=][/url]
import socketBUFSIZE=1024udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)qq_name_dic={    'TOM''127.0.0.1',8081),    'JACK''127.0.0.1',8081),    '一棵树''127.0.0.1',8081),    '武大郎':('127.0.0.1',8081),}while True:    qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()    while True:        msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip()        if msg == 'quit':break        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue        udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])        back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)        print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))udp_client_socket.close()[url=][/url]

客户端2
[url=][/url]
import socketBUFSIZE=1024udp_client_socket=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)qq_name_dic={    'TOM':('127.0.0.1',8081),    'JACK':('127.0.0.1',8081),    '一棵树':('127.0.0.1',8081),    '武大郎':('127.0.0.1',8081),}while True:    qq_name=input('请选择聊天对象: ').strip()    while True:        msg=input('请输入消息,回车发送: ').strip()        if msg == 'quit':break        if not msg or not qq_name or qq_name not in qq_name_dic:continue        udp_client_socket.sendto(msg.encode('utf-8'),qq_name_dic[qq_name])        back_msg,addr=udp_client_socket.recvfrom(BUFSIZE)        print('来自[%s:%s]的一条消息:\033[1;44m%s\033[0m' %(addr[0],addr[1],back_msg.decode('utf-8')))udp_client_socket.close()[url=][/url]


输出
客户端1
请选择聊天对象: JACK请输入消息,回车发送: 约不来自[127.0.0.1:8081]的一条消息:不约请输入消息,回车发送:
客户端2
请选择聊天对象: TOM请输入消息,回车发送: 123来自[127.0.0.1:8081]的一条消息:321请输入消息,回车发送:
服务端
来自[127.0.0.1:62851]的一条消息:123回复消息: 321来自[127.0.0.1:60378]的一条消息:约不回复消息: 不约

七、recv与recvfrom
发消息,都是将数据发送到己端的发送缓冲中,收消息都是从己端的缓冲区中收。
  • tcp:send发消息,recv收消息
  • udp:sendto发消息,recvfrom收消息
1.send与sendinto
tcp是基于数据流的,而udp是基于数据报的:
  • send(bytes_data):发送数据流,数据流bytes_data若为空,自己这段的缓冲区也为空,操作系统不会控制tcp协议发空包
  • sendinto(bytes_data,ip_port):发送数据报,bytes_data为空,还有ip_port,所有即便是发送空的bytes_data,数据报其实也不是空的,自己这端的缓冲区收到内容,操作系统就会控制udp协议发包。

2.recv与recvfrom
tcp协议:
(1)如果收消息缓冲区里的数据为空,那么recv就会阻塞(阻塞很简单,就是一直在等着收)
(2)只不过tcp协议的客户端send一个空数据就是真的空数据,客户端即使有无穷个send空,也跟没有一个样。
(3)tcp基于链接通信
  • 基于链接,则需要listen(backlog),指定半连接池的大小
  • 基于链接,必须先运行的服务端,然后客户端发起链接请求
  • 对于mac系统:如果一端断开了链接,那另外一端的链接也跟着完蛋recv将不会阻塞,收到的是空(解决方法是:服务端在收消息后加上if判断,空消息就break掉通信循环)
  • 对于windows/linux系统:如果一端断开了链接,那另外一端的链接也跟着完蛋recv将不会阻塞,收到的是空(解决方法是:服务端通信循环内加异常处理,捕捉到异常后就break掉通讯循环)

udp协议
(1)如果如果收消息缓冲区里的数据为“空”,recvfrom也会阻塞
(2)只不过udp协议的客户端sendinto一个空数据并不是真的空数据(包含:空数据+地址信息,得到的报仍然不会为空),所以客户端只要有一个sendinto(不管是否发送空数据,都不是真的空数据),服务端就可以recvfrom到数据。
(3)udp无链接
  • 无链接,因而无需listen(backlog),更加没有什么连接池之说了
  • 无链接,udp的sendinto不用管是否有一个正在运行的服务端,可以己端一个劲的发消息,只不过数据丢失
  • recvfrom收的数据小于sendinto发送的数据时,在mac和linux系统上数据直接丢失,在windows系统上发送的比接收的大直接报错
  • 只有sendinto发送数据没有recvfrom收数据,数据丢失
注意:
1.你单独运行上面的udp的客户端,你发现并不会报错,相反tcp却会报错,因为udp协议只负责把包发出去,对方收不收,我根本不管,而tcp是基于链接的,必须有一个服务端先运行着,客户端去跟服务端建立链接然后依托于链接才能传递消息,任何一方试图把链接摧毁都会导致对方程序的崩溃。
2.上面的udp程序,你注释任何一条客户端的sendinto,服务端都会卡住,为什么?因为服务端有几个recvfrom就要对应几个sendinto,哪怕是sendinto(b'')那也要有。

基于tcp先制作一个远程执行命令的程序(1:执行错误命令 2:执行ls 3:执行ifconfig)
客户端
[url=][/url]
import socketBUFSIZE=1024ip_port=('127.0.0.1',8080)s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)res=s.connect_ex(ip_port)while True:    msg=input('>>: ').strip()    if len(msg) == 0:continue    if msg == 'quit':break    s.send(msg.encode('utf-8'))    act_res=s.recv(BUFSIZE)    print(act_res.decode('utf-8'),end='')[url=][/url]

服务端
[url=][/url]
from socket import *import subprocessip_port=('127.0.0.1',8080)BUFSIZE=1024tcp_socket_server=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)tcp_socket_server.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)tcp_socket_server.bind(ip_port)tcp_socket_server.listen(5)while True:    conn,addr=tcp_socket_server.accept()    print('客户端',addr)    while True:        cmd=conn.recv(BUFSIZE)        if len(cmd) == 0:break        res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,                         stdout=subprocess.PIPE,                         stdin=subprocess.PIPE,                         stderr=subprocess.PIPE)        stderr=res.stderr.read()        stdout=res.stdout.read()        conn.send(stderr)        conn.send(stdout)[url=][/url]


输出
客户端
[url=][/url]
>>: ls1.py客户端.py客户端1.py客户端2.py服务端.py>>: ifconfig en0en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500    ether 78:4f:43:5b:a5:4c     inet6 fe80::d0:d821:dbf0:3d67%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x5     inet 192.168.31.165 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.31.255    nd6 options=201<ERFORMNUD,DAD>    media: autoselect    status: active>>: ifconfiglo0: flags=8049<UP,LOOPBACK,RUNNING,MULTICAST> mtu 16384    options=1203<RXCSUM,TXCSUM,TXSTATUS,SW_TIMESTAMP>    inet 127.0.0.1 netmask 0xff000000     inet6 ::1 prefixlen 128     inet6 fe80::1%lo0 prefixlen 64 scopeid 0x1     nd6 options=201<ERFORMNUD,DAD>gif0: flags=8010<OINTOPOINT,MULTICAST> mtu 1280stf0: flags=0<> mtu 1280en0: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500    ether 78:4f:43:5b:a5:4c     inet6 fe80::d0:d821:dbf0:3d67%en0 prefixlen 64 secured scopeid 0x5     inet 192.168.31.165 netmask 0xffffff00 broadcast 192.168.31.255    nd6 options=201<PERFORMNUD,DAD>    media: autoselect    status: activeen1: flags=963<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,PROMISC,SIMPLEX> mtu 1500    options=60<TSO4,TSO6>    ether e2:00:ec:98:eb:00     media: autoselect <full-duplex>    status: inactiveen3: flags=963<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,PROMISC,SIMPLEX> mtu 1500    options=60<TSO4,TSO6>    ether e2:00:ec:98:eb:01     media: autoselect <full-duplex>    status: inactiveen2: flags=963<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,PROMISC,SIMPLEX> mtu 1500>>: >>: [url=][/url]

服务端
客户端 ('127.0.0.1', 58194)
上述程序是基于tcp的socket,在运行时会发生粘包

服务端
[url=][/url]
from socket import *import subprocessip_port=('127.0.0.1',9003)bufsize=1024udp_server=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)udp_server.bind(ip_port)while True:    #收消息    cmd,addr=udp_server.recvfrom(bufsize)    print('用户命令----->',cmd)    #逻辑处理    res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),shell=True,stderr=subprocess.PIPE,stdin=subprocess.PIPE,stdout=subprocess.PIPE)    stderr=res.stderr.read()    stdout=res.stdout.read()    #发消息    udp_server.sendto(stderr,addr)    udp_server.sendto(stdout,addr)udp_server.close()[url=][/url]

客户端
[url=][/url]
from socket import *ip_port=('127.0.0.1',9003)bufsize=1024udp_client=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)while True:    msg=input('>>: ').strip()    udp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)    data,addr=udp_client.recvfrom(bufsize)    print(data.decode('utf-8'),end='')[url=][/url]

上述程序是基于udp的socket,在运行时永远不会发生粘包

注意注意注意:
res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
shell=True,
stderr=subprocess.PIPE,
stdout=subprocess.PIPE)
的结果的编码是以当前所在的系统为准的,如果是windows,那么res.stdout.read()读出的就是GBK编码的,在接收端需要用GBK解码且只能从管道里读一次结果

八、粘包1.什么是粘包
粘包:发送方发送两个字符串”hello”+”world”,接收方却一次性接收到了”helloworld”。
只有TCP有粘包现象,UDP永远不会粘包。

所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限,不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。

补充:
分包:发送方发送字符串”helloworld”,接收方却接收到了两个字符串”hello”和”world”。
TCP是以段(Segment)为单位发送数据的,建立TCP链接后,有一个最大消息长度(MSS)。如果应用层数据包超过MSS,就会把应用层数据包拆分,分成两个段来发送。这个时候接收端的应用层就要拼接这两个TCP包,才能正确处理数据。
补充:
一个socket收发消息的原理

2.粘包如何产生
TCP为了提高网络的利用率,会使用一个叫做Nagle的算法。该算法是指,发送端即使有要发送的数据,如果很少的话,会延迟发送。如果应用层给TCP传送数据很快的话,就会把两个应用层数据包“粘”在一起,TCP最后只发一个TCP数据包给接收端。
tcp的协议数据不会丢,没有收完包,下次接收,会继续上次继续接收,己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的,但是会粘包。

两种情况下会发生粘包。
发送端需要等缓冲区满才发送出去,造成粘包(发送数据时间间隔很短,数据了很小,会合到一起,产生粘包)
服务端
客户端
输出
服务端
-----> hellofeng    #出现粘包现象----->
接收方不及时接收缓冲区的包,造成多个包接收(客户端发送了一段数据,服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据,产生粘包)
服务端
客户端
输出
-----> he-----> llo feng
补充:
recv里指定的1024意思是从缓存里一次拿出1024个字节的数据
send的字节流是先放入己端缓存,然后由协议控制将缓存内容发往对端,如果待发送的字节流大小大于缓存剩余空间,那么数据丢失,用sendall就会循环调用send,数据不会丢失

3.如何解决粘包问题
为字节流加上自定义固定长度报头,报头中包含字节流长度,然后一次send到对端,对端在接收时,先从缓存中取出定长的报头,然后再取真实数据
struct模块
该模块可以把一个类型,如数字,转成固定长度的bytes
[url=][/url]
import json,struct#假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt#为避免粘包,必须自定制报头header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值#为了该报头能传送,需要序列化并且转为byteshead_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输#为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度#客户端开始发送conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytesconn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式#服务端开始接收head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头#最后根据报头的内容提取真实的数据,比如real_data_len=s.recv(header['file_size'])s.recv(real_data_len)[url=][/url]


示例:
我们可以把报头做成字典,字典里包含将要发送的真实数据的详细信息,然后json序列化,然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节(4个自己足够用了)
发送时:
先发报头长度
再编码报头内容然后发送
最后发真实内容

接收时:
先手报头长度,用struct取出来
根据取出的长度收取报头内容,然后解码,反序列化
从反序列化的结果中取出待取数据的详细信息,然后去取真实的数据内容

服务端
客户端
输出
客户端
服务端
starting....cliet addr ('127.0.0.1', 59162)

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 楼主| 发表于 2019-3-9 16:22:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
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