详解python tcp编程

脚本专栏 2024/11/19 佚名

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网络连接与通信是我们学习任何编程语言都绕不过的知识点。 Python 也不例外，本文就介绍因特网的核心协议 TCP ，以及如何用 Python 实现 TCP 的连接与通信。

TCP 协议

TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的传输层通信协议，它能提供高可靠性通信，像 HTTP/HTTPS 等网络服务都采用 TCP 协议通讯。那么网络通讯方面都会涉及到 socket 编程，当然也包括 TCP 协议。

Network Socket

我们来看看定义：

Network Socket（网络套接字）是计算机网络中进程间通信的数据流端点，广义上也代表操作系统提供的一种进程间通信机制。

这些计算机术语都很学术，难于理解，每个字都认识，加在一起就不认识了。我们可以通俗地理解成发快递：A 需要给 B 寄快递，首先需要知道 B 的地址和手机号码，那么这个地址就相当于网络中的主机 IP 地址，而手机就相当于主机的端口号。然后 A 还需要指定哪家快递公司，是顺丰还是中通？这个快递公司就相当于通信的传输协议。

TCP 连接流程

上述快递的例子中，寄快递的我们可以叫做客户端，收快递的我们叫做服务器。专业点就是主动发起连接的一方叫做客户端，被动响应的一方叫做服务器。例如，我们在浏览器中访问百度搜索时，我们自己的电脑就是客户端，浏览器会向百度的服务器发送连接请求，如果百度的服务器接受了我们的请求，那么一个 TCP 连接就建立起来了，后面就是百度向我们传输搜索结果了。

我们来看一个流程图：

TCP服务器的建立可以归纳这几步：

创建 socket（套接字）
绑定 socket 的 IP 地址和端口号
监听客户端的连接请求
接受客户端的连接请求
与客户端对话
关闭连接

TCP客户端的创建可总结为这几步：

创建 socket（套接字）
连接服务器 socket
与服务器对话
关闭连接

这里需要注意的是 TCP 客户端连接到服务器的 IP 和端口号必须是 TCP 服务器的 IP 和监听的端口号，服务器调用 listen() 开始监听端口，然后调用 accept() 时刻准备接受客户端的连接请求，此时服务器处于阻塞状态，直到服务器监听到客户端的请求后，接收请求并建立连接为止。

TCP 客户端

创建 socket 连接，可以这样做：

# 导入socket库
import socket

# 创建一个socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 建立连接
s.connect(("127.0.0.1", 6000))

创建 socket 时，第一个参数 socket.AF_INET 表示指定使用 IPv4 协议，如果要使用 IPv6 协议，就指定为 socket.AF_INET6。SOCK_STREAM 指定使用面向流的 TCP 协议。然后我们调用 connect() 方法，传入 IP 地址（或者域名），指定端口号就可以建立连接了。

接下来我们就可以向服务器发送数据了：

s.send(b'Hello, Mr Right!')

接收数据时，调用 recv(max) 方法，一次最多接收指定的字节数，因此，在一个 while 循环中反复接收，直到 recv() 返回空数据，表示接收完毕，退出循环。

# 接收数据
buffer = []
while True:
  # 每次最多接收1k字节
  d = s.recv(1024)
  if d:
    buffer.append(d)
  else:
    break
data = b''.join(buffer)

最后，我们需要关闭连接，很简单：

s.close()

TCP 服务器

相比于客户端，服务器端稍微复杂一些，需要先绑定一个 IP 地址和端口号，然后监听客户端的请求，收到请求后丢到一个线程去处理。

创建 socket 跟客户端方法一样：

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

接下来需要绑定监听地址和端口：

s.bind(('127.0.0.1', 6000))

然后就可以开始监听端口了，监听时需要传入一个参数，指定等待连接的最大数量：

s.listen(5)

接下来就是无限循环等待客户端的连接，直到有连接请求过来，就用一个线程去处理：

while True:
  # 接受一个新连接
  sock, addr = s.accept()
  # 创建新线程来处理TCP连接
  t = threading.Thread(target=tcplink, args=(sock, addr))
  t.start()

这里为什么需要多线程处理呢？想象一下菜鸟驿站，如果里面只有一个人的话，那么多个人寄件就需要排队，一个个来；但是如果有多个人的话，那么每个人都可以处理一个寄件请求。

我们来看一下处理客户端请求的方法：

# 处理tcp连接
def tcplink(conn, addr):
  print("Accept new connection from %s:%s" % addr)
  # 向客户端发送欢迎消息
  conn.send(b"Server: Welcome!\n")
  while True:
    conn.send(b"Server: What's your name")

    data = conn.recv(1024)
    # 如果客户端发送 exit 过来请求退出，结束循环
    if data == b"exit":
      conn.send(b"Server: Good bye!\n")
      break
    conn.send(b"Server: Hello %s!\n" % data)

  # 关闭连接
  conn.close()
  print("Connection from %s:%s is closed" % addr)

例子中，我们先想客户端发送欢迎消息，然后询问客户端名称，收到名称后发送欢迎消息，直到接收到客户端的 ‘exit' 命令，退出循环，关闭连接。

实例

我们把上面的分步讲解代码合并起来，形成一个可运行的实例。

服务器端代码：

import socket
import threading
import time

# 处理tcp连接
def tcplink(conn, addr):
  print("Accept new connection from %s:%s" % addr)
  # 向客户端发送欢迎消息
  conn.send(b"Server: Welcome!\n")
  while True:
    conn.send(b"Server: What's your name")

    data = conn.recv(1024)
    # 如果客户端发送 exit 过来请求退出，结束循环
    if data == b"exit":
      conn.send(b"Server: Good bye!\n")
      break
    conn.send(b"Server: Hello %s!\n" % data)

  time.sleep(5)
  # 关闭连接
  conn.close()
  print("Connection from %s:%s is closed" % addr)


# 创建 socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 监听端口
s.bind(("127.0.0.1", 6000))
# 设定等待连接的最大数量为5
s.listen(5)
print("Waiting for connection...")
# 等待接收连接
while True:
  # 接受一个新连接
  conn, addr = s.accept()
  # 创建新线程来处理TCP连接
  t = threading.Thread(target=tcplink, args=(conn, addr))
  t.start()

客户端代码：

import socket
import time

# 创建 socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 建立连接
s.connect(("127.0.0.1", 6000))

# 接收服务器消息
print(s.recv(1024).decode())

for data in [b'Michael', b'Tracy', b'Sarah']:
  # 发送数据
  s.send(data)
  time.sleep(2)
  # 打印接收到的数据
  print(s.recv(1024).decode('utf-8'))
  time.sleep(1)

time.sleep(3)
# 请求退出
s.send(b'exit')
time.sleep(2)
print(s.recv(1024).decode('utf-8'))

# 关闭连接
s.close()

注意，在代码中，我加入了一些休眠（sleep）操作，主要是为了控制台能够顺利打印出来，不然程序运行太快，打印顺序和内容有可能和预期不一样。

先运行服务器端代码，然后再运行客户端代码，我们可以看到服务器端控制台打印内容如下：

# 服务器端打印消息
Waiting for connection...
Accept new connection from 127.0.0.1:53503
Connection from 127.0.0.1:53503 is closed

客户端控制台打印内容如下：

# 客户端打印消息 Server: Welcome! Server: What's your name"_blank" href="https://github.com/JustDoPython/python-100-day" rel="external nofollow" >文中实例代码

以上就是详解python tcp编程的详细内容，更多关于python tcp编程的资料请关注其它相关文章！

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昨天有一位朋友在大神群里分享，自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。

这里面让他访问的是一个国服的战网网址，com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后，确实是网易的网址，也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情，因为以前都没有出现这样的情况，现在突然提示跳转到国服战网的网址，是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢？

更新日志

2024年11月19日

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