一、什麽是socket

　　Socket是應用層與TCP/IP協議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設計模式中，Socket其實就是一個門面模式，它把復雜的TCP/IP協議族隱藏在Socket接口後面，對用戶來說，一組簡單的接口就是全部，讓Socket去組織 數據，以符合指定的協議。

　　所以，我們無需深入理解tcp/udp協議，socket已經為我們封裝好了，我們只需要遵循socket的規定去編程，寫出的程序自然就是遵循tcp/udp標準的。

也有人將socket說成ip+port，ip是用來標識互聯網中的一臺主機的位置，而port是用來標識這臺機器上的一個應用程序，ip地址是配置到網卡上的，而port是應用程序開啟的，ip與port的綁定就標識了互聯網中獨一無二的一個應用程序

而程序的pid是同一臺機器上不同進程或者線程的標識

二、套接字發展史及分類

　　1、基於文件類型的套接字家族

　　　　套接字家族的名字：AF_UNIX

　　　　unix一切皆文件，基於文件的套接字調用的就是底層的文件系統來取數據，兩個套接字進程運行在同一機器，可以通過訪問同一個文件系統間接完成通信

　　2、基於網絡類型的套接字家族

　　　　套接字家族的名字：AF_INET

　　　　(還有AF_INET6被用於ipv6，還有一些其他的地址家族，不過，他們要麽是只用於某個平臺，要麽就是已經被廢棄，或者是很少被使用，或者是根本沒有實現，所有地址家族中，AF_INET是使用最廣泛的一個，python支持很多種地址家族，但是由於我們只關 心網絡編程，所以大部分時候我麽只使用AF_INET)

三、套接字工作流程

一個生活中的場景。你要打電話給一個朋友，先撥號，朋友聽到電話鈴聲後提起電話，這時你和你的朋友就建立起了連接，就可以講話了。等交流結束，掛斷電話結束此次交談。 生活中的場景就解釋了這工作原理。

圖3

先從服務器端說起。服務器端先初始化Socket，然後與端口綁定(bind)，對端口進行監聽(listen)，調用accept阻塞，等待客戶端連接。在這時如果有個客戶端初始化一個Socket，然後連接服務器(connect)，如果連接成功，這時客戶端與服務器端的連接就建立了。客戶端發送數據請求，服務器端接收請求並處理請求，然後把回應數據發送給客戶端，客戶端讀取數據，最後關閉連接，一次交互結束

socket()模塊函數用法

import socket
socket.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,默認值為 0。

獲取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

獲取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

由於 socket 模塊中有太多的屬性。我們在這裏破例使用了‘from module import *‘語句。使用 ‘from socket import *‘,我們就把 socket 模塊裏的所有屬性都帶到我們的命名空間裏了,這樣能 大幅減短我們的代碼。
例如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

服務端套接字函數
s.bind()    綁定(主機,端口號)到套接字
s.listen()  開始TCP監聽
s.accept()  被動接受TCP客戶的連接,(阻塞式)等待連接的到來

客戶端套接字函數
s.connect()     主動初始化TCP服務器連接
s.connect_ex()  connect()函數的擴展版本,出錯時返回出錯碼,而不是拋出異常

公共用途的套接字函數
s.recv()            接收TCP數據
s.send()            發送TCP數據(send在待發送數據量大於己端緩存區剩余空間時,數據丟失,不會發完)
s.sendall()         發送完整的TCP數據(本質就是循環調用send,sendall在待發送數據量大於己端緩存區剩余空間時,數據不丟失,循環調用send直到發完)
s.recvfrom()        接收UDP數據
s.sendto()          發送UDP數據
s.getpeername()     連接到當前套接字的遠端的地址
s.getsockname()     當前套接字的地址
s.getsockopt()      返回指定套接字的參數
s.setsockopt()      設置指定套接字的參數
s.close()           關閉套接字

面向鎖的套接字方法
s.setblocking()     設置套接字的阻塞與非阻塞模式
s.settimeout()      設置阻塞套接字操作的超時時間
s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超時時間

面向文件的套接字的函數
s.fileno()          套接字的文件描述符
s.makefile()        創建一個與該套接字相關的文件

1：用打電話的流程快速描述socket通信
2：服務端和客戶端加上基於一次鏈接的循環通信
3：客戶端發送空，卡主，證明是從哪個位置卡的
服務端：
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8081))
phone.listen(5)

conn,addr=phone.accept()
while True:
    data=conn.recv(1024)
    print(‘server===>‘)
    print(data)
    conn.send(data.upper())
conn.close()
phone.close()
客戶端：
from socket import *

phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.connect((‘127.0.0.1‘,8081))

while True:
    msg=input(‘>>: ‘).strip()
    phone.send(msg.encode(‘utf-8‘))
    print(‘client====>‘)
    data=phone.recv(1024)
    print(data)

說明卡的原因：緩沖區為空recv就卡住，引出原理圖



4.演示客戶端斷開鏈接，服務端的情況，提供解決方法

5.演示服務端不能重復接受鏈接，而服務器都是正常運行不斷來接受客戶鏈接的

6:簡單演示udp
服務端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
phone.bind((‘127.0.0.1‘,8082))
while True:
    msg,addr=phone.recvfrom(1024)
    phone.sendto(msg.upper(),addr)
客戶端
from socket import *
phone=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
while True:
    msg=input(‘>>: ‘)
    phone.sendto(msg.encode(‘utf-8‘),(‘127.0.0.1‘,8082))
    msg,addr=phone.recvfrom(1024)
    print(msg)

udp客戶端可以並發演示
udp客戶端可以輸入為空演示，說出recvfrom與recv的區別，暫且不提tcp流和udp報的概念，留到粘包去說

讀者勿看：socket實驗推演流程

四、 基於TCP的套接字

tcp是基於鏈接的，必須先啟動服務端，然後再啟動客戶端去鏈接服務端

tcp服務端　　

ss = socket() #創建服務器套接字
ss.bind()      #把地址綁定到套接字
ss.listen()      #監聽鏈接
inf_loop:      #服務器無限循環
    cs = ss.accept() #接受客戶端鏈接
    comm_loop:         #通訊循環
        cs.recv()/cs.send() #對話(接收與發送)
    cs.close()    #關閉客戶端套接字
ss.close()        #關閉服務器套接字(可選)

tcp客戶端

 cs = socket()    # 創建客戶套接字
 cs.connect()    # 嘗試連接服務器
 comm_loop:        # 通訊循環
     cs.send()/cs.recv()    # 對話(發送/接收)
 cs.close()            # 關閉客戶套接字

socket通信流程與打電話流程類似，我們就以打電話為例來實現一個low版的套接字通信

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = ‘Linhaifeng‘
import socket
ip_port=(‘127.0.0.1‘,9000) #電話卡
BUFSIZE=1024 #收發消息的尺寸
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #買手機
s.bind(ip_port) #手機插卡
s.listen(5) #手機待機

conn,addr=s.accept() #手機接電話
# print(conn)
# print(addr)
print(‘接到來自%s的電話‘ %addr[0])

msg=conn.recv(BUFSIZE) #聽消息,聽話
print(msg,type(msg))

conn.send(msg.upper()) #發消息,說話

conn.close() #掛電話

s.close() #手機關機

服務端

#_*_coding:utf-8_*_
__author__ = ‘Linhaifeng‘
import socket
ip_port=(‘127.0.0.1‘,9000)
BUFSIZE=1024
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #撥電話

s.send(‘linhaifeng nb‘.encode(‘utf-8‘))         #發消息,說話(只能發送字節類型)

feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,聽話
print(feedback.decode(‘utf-8‘))

s.close()                                       #掛電話

客戶端

八 基於UDP的套接字

udp是無鏈接的，先啟動哪一端都不會報錯

python之socket編程