1. 开发流程
TCP 网络应用程序开发流程的介绍
1.1 客户端开发流程说明:
- 创建socket
- 和服务端建立连接
- 发送数据
- 接收数据
- 结束通信,关闭套接字
1.2 服务端开发流程说明:
- 创建socket
- 绑定端口号(可设置端口可重用)
- 设置监听
- 等待客户端连接,收到连接后,返回一个为本次服务的socket和其地址元组
- 结束数据
- 返回数据
- 关闭本次连接的socket,结束通信
- 关闭服务(不是长链接的话,一般情况下服务是不回关的)
2. 开发步骤
2.1 客户端开发步骤
# 1.导包
import socket
# 2.创建socket
"""
family: 表示IP地址类型, 分为TPv4和IPv6。AF_INET表示ipv4
type:表示传输协议。SOCK_STREAM表示TCP协议
具体这些参数还有哪些可选择的值,请参考:https://docs.python.org/zh-cn/3/library/socket.html
"""
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 3. 和服务端建立连接 the address is a pair (host, port).
client.connect(("localhost",8080))
# 4. 发送数据 bytes类型
client.send("Hello Server".encode("utf8"))
# 5. 接收数据 eceive up to buffersize bytes from the socket
recv_data = client.recv(1024)
print("recv:", recv_data.decode("utf8"))
# 6. 结束连接
client.close()
2.2 服务端开发步骤
# 1. 导包
import socket
# 2. 建立连接
server = socket.socket(family=socket.AF_INET, type=socket.SOCK_STREAM)
# 3. 绑定ip和端口 address
server.bind(("localhost",8080))
# 3.1 设置端口可重用,不然服务器关闭后几分钟之后才会关闭绑定的端口
"""
参数说明:
level:操作socket的级别,若要在API级别操作,选择SOL_SOCKET
option:操作项,这里是SO_REUSEADDR 标志告诉内核将处于 TIME_WAIT 状态的本地套接字重新使用,而不必等到固有的超时到期
value:用于访问setsockopt()的选项值,文档里面是默认给1或者True
"""
server.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
# 4. 设置监听,128为最大连接数
server.listen(128)
while True:
# 5. 等待客户端连接,收到连接后会返回一个专门服务与本次连接的socket和一个地址元组address
client_socket,address = server.accept()
# 6. 接收数据
recv_data = client_socket.recv(1024)
print(len(recv_data)) # 一般也通过这种判断长度是否等于0的方式判断服务端是否收到客户端的数据
print("recv:",recv_data.decode("utf8"))
# 7. 响应数据
client_socket.send(f"已收到您({address})的请求,本次连接将关闭".encode("utf8"))
# 8. 关闭本次连接
client_socket.close()
# 9.如果需要关闭服务器的话
# server.close()
3. 原理
3.1 缓冲区
当创建一个TCP socket对象的时候会有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区,这个发送和接收缓冲区指的就是内存中的一片空间。
3.2 send的原理
要想发数据,必须得通过网卡发送数据,应用程序是无法直接通过网卡发送数据的,它需要调用操作系统接口,也就是说,应用程序把发送的数据先写入到发送缓冲区(内存中的一片空间),再由操作系统控制网卡把发送缓冲区的数据发送给服务端网卡 。
3.3 recv的原理
要想收数据,应用软件是无法直接通过网卡接收数据的,它需要调用操作系统接口,由操作系统通过网卡接收数据,把接收的数据写入到接收缓冲区(内存中的一片空间),应用程序再从接收缓存区获取客户端发送的数据。