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Python Socket网络编程完全指南 | Python网络通信教程

Python Socket网络编程完全指南

掌握Python socket模块,构建强大的网络应用程序

TCP/UDP通信
客户端/服务器
实际代码示例

什么是Socket编程?

Socket编程是网络通信的基础,它允许不同计算机上的程序通过网络进行数据交换。Python的socket模块提供了访问底层网络接口的能力,使开发者能够创建各种网络应用。

TCP通信

传输控制协议 - 提供可靠的、面向连接的字节流服务。数据按顺序传输,确保完整送达。

  • 需要建立连接
  • 保证数据顺序和完整性
  • 适合文件传输、网页浏览等

UDP通信

用户数据报协议 - 提供无连接、不可靠的数据报服务。速度快但不保证送达。

  • 无需建立连接
  • 不保证数据顺序和完整性
  • 适合实时应用、视频流等

TCP Socket编程

TCP通信需要建立连接,包含客户端和服务器两个角色:

TCP服务器流程

  1. 创建socket对象
  2. 绑定IP地址和端口
  3. 开始监听连接
  4. 接受客户端连接
  5. 接收/发送数据
  6. 关闭连接

TCP客户端流程

  1. 创建socket对象
  2. 连接服务器
  3. 发送/接收数据
  4. 关闭连接

UDP Socket编程

UDP通信不需要建立连接,客户端和服务器处理方式类似:

UDP服务器流程

  1. 创建socket对象
  2. 绑定IP地址和端口
  3. 等待接收数据
  4. 处理数据并回复
  5. 关闭socket

UDP客户端流程

  1. 创建socket对象
  2. 发送数据到服务器
  3. 等待接收回复
  4. 关闭socket

代码示例

TCP服务器示例
import socket

# 创建TCP socket
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定IP和端口
server_address = ('localhost', 12345)
server_socket.bind(server_address)

# 开始监听
server_socket.listen(5)
print(f"服务器启动,监听 {server_address}")

while True:
    # 接受客户端连接
    client_socket, client_address = server_socket.accept()
    print(f"接收到来自 {client_address} 的连接")
    
    try:
        # 接收数据
        data = client_socket.recv(1024)
        print(f"接收数据: {data.decode()}")
        
        # 发送响应
        response = "消息已收到!"
        client_socket.sendall(response.encode())
    
    finally:
        # 关闭连接
        client_socket.close()
TCP客户端示例
import socket

# 创建TCP socket
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 服务器地址
server_address = ('localhost', 12345)

try:
    # 连接服务器
    client_socket.connect(server_address)
    
    # 发送数据
    message = "你好,服务器!"
    client_socket.sendall(message.encode())
    
    # 接收响应
    data = client_socket.recv(1024)
    print(f"收到响应: {data.decode()}")

finally:
    # 关闭连接
    client_socket.close()
UDP通信示例
import socket

# 创建UDP socket
udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 服务器地址
server_address = ('localhost', 12345)

try:
    # 发送数据
    message = "UDP测试消息"
    udp_socket.sendto(message.encode(), server_address)
    print(f"已发送消息: {message}")

    # 接收响应
    data, server = udp_socket.recvfrom(4096)
    print(f"收到响应: {data.decode()}")

finally:
    # 关闭socket
    udp_socket.close()

Socket编程最佳实践

异常处理

始终使用try-except块处理网络异常,如连接错误、超时等。

资源管理

使用finally块或上下文管理器确保socket正确关闭,避免资源泄漏。

超时设置

为socket设置合理的超时时间,避免程序无限期阻塞。

协议设计

设计应用层协议处理消息边界,如添加消息长度前缀或使用分隔符。

掌握Python Socket编程

Python的socket模块为网络通信提供了强大而灵活的基础。通过本教程,您已了解如何创建TCP和UDP客户端与服务器,以及网络编程的最佳实践。

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