三、使用低级的socket通信
尽管Python提供了一些封装,使得使用socket更容易,但是你也可以直接使用socket来工作。
1、创建和销毁socket
socket模块中的socket(family,type[,proto])函数创建一个新的socket对象。family的取值通常是AF_INET。type的取值通常是SOCK_STREAM(用于定向的连接,可靠的TCP连接)或SOCK_DGRAM(用于UDP):
>>> from socket import *
>>> s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
family和type参数暗指了一个协议,但是你可以使用socket的第三个可选的参数(proto的取值如IPPROTO_TCP或IPPROTO_RAW)来指定所使用的协议。代替使用IPPROTO_XX变量,你可以使用函数getprotobyname:
>>> getprotobyname('tcp')
6
>>> IPPROTO_TCP
6
fromfd(fd,type[,proto])是一个很少被使用的函数,它用来从打开的一个文件描述符创建一个socket对象(文件描述符由文件的fileno()方法返回)。文件描述符与一个真实的socket连接,而非一个文件。socket对象的fileno()方法返回关于这个socket的文件描述符。
当你使用完工socket对象时,你应调用close()方法显式的关闭socket以尽快释放资源(尽管socket被垃圾回收器回收时将自动被关闭)。另外,你也可以使用shutdown(how)方法来关闭连接一边或两边。参数0阻止socket接收数据,1阻止发送,2阻止接收和发送。
2、连接socket
当两个socket连接时(例如使用TCP),一端监听和接收进来的连接,而另一端发起连接。临听端创建一个socket,调用bind(address)函数去绑定一个特定的地址和端口,调用listen(backlog)来临听进来的连接,最后调用accept()来接收这个新的,进来的连接,下面是在服务器端的代码:
>>> s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
>>> s.bind(('127.0.0.1',44444))
>>> s.listen(1)
>>> q,v=s.accept() #返回socket q和地址v
注意:上面的代码将一直处于等待直到连接被建立。下面我们再打开另一个Python解释器,用作客户端;然后键入如下代码:
>>> from socket import *
>>> s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
>>> s.connect(('127.0.0.1',44444) #发起连接
好了,我们验证一下连接是否建立了。我们在服务器端键入以下代码来发送一条信息:
>>> q.send('hello,i come from pythontik.com')
31 #发送的字节数
在客户端键入以下代码来接收信息:
>>> s.recv(1024)
'hello,i come from pythontik.com'
你传递给bind和connect的地址是一个关于AF_INET的socket的元组(ipAddress,port)。代替connect,你也可以调用connect_ex(address)方法。如果背后对C的connect的调用返回一个错误,那么connect_ex也将返回一个错误(否则返回0代表成功),代替引发一个异常。
当你调用listen时,你给了它一个参数,这个数值表示在等待队列中允许放置的进来的连接总数。当等待队列已满时,如果有更多的连接到达,那么远程端将被告知连接被拒绝。在socket模块中的SOMAXCONN变量表明了等待队列所能容纳的最大量。
accept()方法返回形如bind和connect的一个地址,代表远程socket的地址。下面显示变量v的值:
>>> v
('127.0.0.1', 1334)
UDP是不定向的连接,但是你仍然可以使用给定的目的地址和端口来调用connect去关联一个socket。
3、发送和接收数据
函数send(string[,flags])发送给定的字符串到远程socket。sendto(string[,flags],address)发送给定的字符串到一个特定的地址。通常,send方法用于可靠连接的socket,sendto方法用于不可靠连接的socket,但是如果你在一个UDP socket上调用connect来使它与一个特定的目标建立联系,那么这时你也可以使用send方法来代替sendto。
send和sendto都返回实际发送的字节数。当你快速发送大量的数据的时候,你可能想去确保全部信息已被发送,那么你可以使用如下的一个函数:
def safeSend(sock,msg):
sent=0
while msg:
i=sock.send(msg)
if i==-1: #发生了错误
return -1
sent+=i
msg=msg[i:]
time.sleep(25)
return sent
recv(bufsize[,flags])方法接收一个进来的消息。如果有大量的数据在等待,它只返回前面的bufsize字节数的数据。recvfrom(bufsize[,flags])做同样的事,除了它使用AF_INET socket的返回值是(data,(ipAddress,port)),这便于你知道消息来自哪儿(这对于非连接的socket是有用的)。
send,sendto,recv和recvfrom方法都有一个可选的参数flags,默认值为0。你可以通过对socket.MSG_*变量进行组合(按位或)来建立flags的值。这些值因平台而有所不同,但是最通用的值如下所示:
MSG_OOB:处理带外数据(既TCP紧急数据)。
MSG_DONTROUTE:不使用路由表;直接发送到接口。
MSG_PEEK:返回等待的数据且不把它们从队列中删除。
例如,如果你有一个打开的socket,它有一个消息等待被接收,你可以接收这个消息后并不把它从进来的数据的队列中删除:
>>> q.recv(1024,MSG_PEEK)
'hello'
>>> q.recv(1024,MSG_PEEK) #因为没有删除,所以你可以再得到它。
'hello'
makefile([mode[,bufsize]])方法返回一个文件类对象,其中封装了socket,以便于你以后将它传递给要求参数为一个文件的代码(或许你喜欢使用文件的方法来代替send和recv)。这个可选的mode和bufsize参数的取值和内建的open函数一样。
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