python实现一个简单的echo服务器

为熟悉python网络编程我们先简单的实现一个echo服务器,该服务器的功能是客户端发送数据给服务器,服务器带上时间戳原样返回给客户端

python socket简介

1、Socket 类型

套接字格式:

socket(family,type[,protocal]) 使用给定的地址族、套接字类型、协议编号(默认为0)来创建套接字。

socket类型 描述
socket.AF_UNIX 只能够用于单一的Unix系统进程间通信
socket.AF_INET 服务器之间网络通信
socket.AF_INET6 IPv6
socket.SOCK_STREAM 流式socket , for TCP
socket.SOCK_DGRAM 数据报式socket , for UDP
socket.SOCK_RAW 原始套接字,普通的套接字无法处理ICMP、IGMP等网络报文,而SOCK_RAW可以;其次,SOCK_RAW也可以处理特殊的IPv4报文;此外,利用原始套接字,可以通过IP_HDRINCL套接字选项由用户构造IP头。
socket.SOCK_SEQPACKET 可靠的连续数据包服务

2、Socket 函数

注意点:

1)TCP发送数据时,已建立好TCP连接,所以不需要指定地址。UDP是面向无连接的,每次发送要指定是发给谁。

2)服务端与客户端不能直接发送列表,元组,字典。需要字符串化repr(data)。

socket函数 描述
服务端socket函数
s.bind(address) 将套接字绑定到地址, 在AF_INET下,以元组(host,port)的形式表示地址.
s.listen(backlog) 开始监听TCP传入连接。backlog指定在拒绝连接之前,操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1,大部分应用程序设为5就可以了。
s.accept() 接受TCP连接并返回(conn,address),其中conn是新的套接字对象,可以用来接收和发送数据。address是连接客户端的地址。
客户端socket函数
s.connect(address) 连接到address处的套接字。一般address的格式为元组(hostname,port),如果连接出错,返回socket.error错误。
s.connect_ex(adddress) 功能与connect(address)相同,但是成功返回0,失败返回errno的值。
公共socket函数
s.recv(bufsize[,flag]) 接受TCP套接字的数据。数据以字符串形式返回,bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息,通常可以忽略。
s.send(string[,flag]) 发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量,该数量可能小于string的字节大小。
s.sendall(string[,flag]) 完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字,但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None,失败则抛出异常。
s.recvfrom(bufsize[.flag]) 接受UDP套接字的数据。与recv()类似,但返回值是(data,address)。其中data是包含接收数据的字符串,address是发送数据的套接字地址。
s.sendto(string[,flag],address) 发送UDP数据。将数据发送到套接字,address是形式为(ipaddr,port)的元组,指定远程地址。返回值是发送的字节数。
s.close() 关闭套接字。
s.getpeername() 返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组(ipaddr,port)。
s.getsockname() 返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value) 设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen]) 返回套接字选项的值。
s.settimeout(timeout) 设置套接字操作的超时期,timeout是一个浮点数,单位是秒。值为None表示没有超时期。一般,超时期应该在刚创建套接字时设置,因为它们可能用于连接的操作(如connect())
s.gettimeout() 返回当前超时期的值,单位是秒,如果没有设置超时期,则返回None。
s.fileno() 返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag) 如果flag为0,则将套接字设为非阻塞模式,否则将套接字设为阻塞模式(默认值)。非阻塞模式下,如果调用recv()没有发现任何数据,或send()调用无法立即发送数据,那么将引起socket.error异常。
s.makefile() 创建一个与该套接字相关连的文件

3、socket编程思路

TCP服务端:

1 创建套接字,绑定套接字到本地IP与端口

# socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.bind()

2 开始监听连接                   #s.listen()

3 进入循环,不断接受客户端的连接请求              #s.accept()

4 然后接收传来的数据,并发送给对方数据         #s.recv() , s.sendall()

5 传输完毕后,关闭套接字                     #s.close()

TCP客户端:

1 创建套接字,连接远端地址

# socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) , s.connect()

2 连接后发送数据和接收数据          # s.sendall(), s.recv()

3 传输完毕后,关闭套接字          #s.close()

客户端代码

下面给出实现:

[python]
# -*- coding: utf-8 -*-
from socket import *
import time
import threading
BUFSIZ = 1024

def clientFunc(con):
data = con.recv(BUFSIZ) # 接受服务器端的数据
if data:
print data

print "start connect the server"
HOST = ‘main.yinyst.com’ #服务器域名地址
PORT = 8888 #同一个连接端口

ADDR = (HOST, PORT)

tcpCliSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) #同样的TCP套接字
tcpCliSock.connect(ADDR) # 连接相应的地址,初始化TCP服务器的连接

while True:

data = raw_input(‘>’)
if not data:
break
tcpCliSock.send(data) # 向服务器传输数据
print("send")
clientFunc(tcpCliSock)

tcpCliSock.close()
[/python]

服务器代码

1.简单的实现

[python]
import socket

HOST = ” # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 8888 # Arbitrary non-privileged port
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(1)
conn, addr = s.accept()
print ‘Connected by’, addr
while 1:
data = conn.recv(1024)
if not data: break
conn.sendall(data)
conn.close()
[/python]

这是个简单的echo服务器,一次只能处理一个连接,必须当前的连接处理完了断开后,才能处理下一个请求的连接,下面我们调整一下,加入线程处理这样的门就可以同时处理多个连接了,下面给出改进后的服务器版本:

[python]
# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
import sys
import threading
from time import ctime

class ThreadFunc(object):

def __init__(self, func, args, name = ”):
self.name = name
self.func = func
self.args = args

def __call__(self):
self.func(*self.args)

HOST = ” # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 8888 # Arbitrary non-privileged port

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
print (‘Socket created’)

#Bind socket to local host and port
try:
s.bind((HOST, PORT))
except (socket.error , msg):
print (‘Bind failed. Error Code : ‘ + str(msg[0]) + ‘ Message ‘ + msg[1])
sys.exit()

print (‘Socket bind complete’)

#Start listening on socket
s.listen(10)
print (‘Socket now listening’)

#Function for handling connections. This will be used to create threads
def clientthread(conn):
#Sending message to connected client
while True:

#Receiving from client
data = conn.recv(1024)
if not data:
break

conn.send((‘[%s] %s’ % (ctime(), data)).encode())

#came out of loop
print("conn close")
conn.close()

#now keep talking with the client
while 1:
#wait to accept a connection – blocking call
conn, addr = s.accept()
print (‘Connected with ‘ + addr[0] + ‘:’ + str(addr[1]))

#start new thread takes 1st argument as a function name to be run, second is the tuple of arguments to the function.
t = threading.Thread(target = ThreadFunc(clientthread ,(conn,),clientthread.__name__))
t.start()

s.close()
[/python]

上面我们对线程的封装有点不伦不类,一般不推荐这样实现,下面我么实现一个对线程继承的封装写法,

[python]
# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
import sys
import threading
from time import ctime

class myThread(threading.Thread):

def __init__(self, func, args, name = ”):
threading.Thread.__init__(self)
self.name = name
self.func = func
self.args = args

def run(self):
self.func(*self.args)

def setCallFunc(self,func):
self.func = func

def setConnect(self,con):
self.args = con

HOST = ” # Symbolic name meaning all available interfaces
PORT = 8888 # Arbitrary non-privileged port

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
print (‘Socket created’)

#Bind socket to local host and port
try:
s.bind((HOST, PORT))
except (socket.error , msg):
print (‘Bind failed. Error Code : ‘ + str(msg[0]) + ‘ Message ‘ + msg[1])
sys.exit()

print (‘Socket bind complete’)

#Start listening on socket
s.listen(10)
print (‘Socket now listening’)

#Function for handling connections. This will be used to create threads
def clientthread(conn):
#Sending message to connected client
while True:

#Receiving from client
data = conn.recv(1024)
if not data:
break

conn.send((‘[%s] %s’ % (ctime(), data)).encode())

#came out of loop
print("conn close")
conn.close()

#now keep talking with the client
while 1:
#wait to accept a connection – blocking call
conn, addr = s.accept()
print (‘Connected with ‘ + addr[0] + ‘:’ + str(addr[1]))

#start new thread takes 1st argument as a function name to be run, second is the tuple of arguments to the function.
t = myThread(None ,None,clientthread.__name__)
t.setCallFunc(clientthread)
t.setConnect((conn,))
t.start()

s.close()
[/python]

这个版本的我们就可以同时处理多个连接的请求,但是没有一个请求我就会创建一个线程,这样迟早会出现问题,我们可以实现一个线程池版本的,由于篇幅的问题,我这里给出代码的连接python线程池select echo服务器

 

 

python基础(二)

前面介绍了变量和几种字符串今天说一下函数和列表

函数

  • 函数定义

函数是由关键字def定义的

[python]
def hello():
print(‘hello world’)

hello()
[/python]

def 语句后面的代码块是函数体 ,这段代码在函数调用时执行,而不是在函数第一次定义时执行。函数后面的hello()语句是函数调用。

  • 参数

参数放在括号之间

[python]
def hello(name):
print(‘hello world ‘+name)

hello(‘angel’)
hello(‘angelA’) )
[/python]

  • 返回值和return语句

如果调用len()函数,并向它传入想”hello”这样的参数,函数调用就求值为整数5.这是 传入字符串的长度。一般来说函数调用求值的结果,称为函数的返回值,用关键字return语句指定应该返回什么值。

[python]
def hello(name):
print(‘hello world ‘+name)

def getName():
return "Jorden"

hello(‘angel’)
hello(getName())
[/python]

输出:hello world angel
hello world Jorden

如上代码 getName()函数调用会返回‘Jordan’ 这个字符串并传递给hello()函数

  • None值

在python中有一个值称为None,它表示没有值,None是NoneType数据类型的唯一值(其他语言这个值可能为lua 的nil     c/c++  的null   js的undefined)

[python]
def hello(name):
print(‘hello world ‘+name)

def getName():
return None

hello(‘angel’)
print(str(getName() == None)+’hello’)
[/python]

输出:hello world angel
Truehello

说明 getName()确实返回了None值

  • 异常处理

就现在看来,在python中遇到错误,或者‘异常’,意味着整个程序崩溃,你不希望整个发生在真实的生产环境中,相反你希望程序能够检查出错误,处理它们然后继续运行。

[python]
def spam(divideBy):
return 42 / divideBy

print(spam(2))
print(spam(12))
print(spam(0))
print(spam(1))
[/python]

输出:
21
3
Traceback (most recent call last):
File “C:\Users\hjy\Desktop\greenlet.py”, line 22, in <module>
print(spam(0))
File “C:\Users\hjy\Desktop\greenlet.py”, line 18, in spam
return 42 / divideBy
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

当以0做除数时会报ZeroDivisionError错误

错误可以由 try 和 except 语句来处理,那些可能出错的语句被放在try语句中。如果发生错误,程序执行就转到except子句开始处。

[python]
def spam(divideBy):
try:
return 42 / divideBy
except ZeroDivisionError:
print("Error:Invalid argument.")

print(spam(2))
print(spam(12))
print(spam(0))
print(spam(1))

[/python]

输出:
21
3
Error:Invalid argument.
None
42

这样程序就可以遇到错误输出错误信息,然后继续执行下面的语句

列表

列表是一个值,它包含多个字构成的序列,列表本身可以作为一个值,可以保存在变量中,或者传递给函数,像其他所有值一样。列表其实就是个可以放任意东西的一列,像数组,和lua里面的数组table一样。

 

python 基础(一)

python启示录

Python崇尚优美、清晰、简单,是一个优秀并广泛使用的语言 (TIOBE语言排行第八,Google的第三大开发语言,Dropbox的基础语言,豆瓣的服务器语言)。这个世界并不缺乏优秀的语言,但Python的发展史作为一个代表,带给我许多启示。

在Python的开发过程中,社区起到了重要的作用。Guido自认为自己不是全能型的程序员,所以他只负责制订框架。如果问题太复杂,他会选择绕过去,也就是cut the corner。这些问题最终由社区中的其他人解决。社区中的人才是异常丰富的,就连创建网站,筹集基金这样与开发稍远的事情,也有人乐意于处理。如今的项目开发越来越复杂,越来越庞大,合作以及开放的心态成为项目最终成功的关键。Python从其他语言中学到了很多,无论是已经进入历史的ABC,还是依然在使用的C和Perl,以及许多没有列出的其他语言。可以说,Python的成功代表了它所有借鉴的语言的成功。同样,Ruby借鉴了Python,它的成功也代表了Python某些方面的成功。每个语言都是混合体,都有它优秀的地方,但也有各种各样的缺陷。同时,一个语言“好与不好”的评判,往往受制于平台、硬件、时代等等外部原因。程序员经历过许多语言之争。我想,为什么不以开放的心态和客观的分析,去区分一下每个语言的具体优点缺点,去区分内部和外部的因素。说不定哪一天发现,我不喜欢的某个语言中,正包含了我所需要的东西。无论Python未来的命运如何,Python的历史已经是本很有趣的小说。

此段评论引自python简史 让我对python产生了浓厚的兴趣,我觉得好好深入学习一下这们语言

关于全局变量与局部变量

  • 函数内部的变量名如果第一次出现,且出现在=前面,即被视为定义一个局部变量,不管全局域中有没有用到该变量名,函数中使用的将是局部变量,例如:

[python]
num = 100
def func():
num = 123
print(num)
func()
[/python]

输出:123

说明函数中定义的num是一个局部变量,会将全局变量覆盖。再例如:

[python]
num = 100
def func():
num += 100
print(num)
func()
[/python]

输出:

UnboundLocalError: local variable ‘num’ referenced before assignment
错误提示局部变量num在赋值前被应用,也就是该变量没有定义就使用它,由此再次证明了这里定义了一个局部变量,而不是使用的全局的num。
总结:函数内部的变量名如果第一次出现,且出现在=前面,即被视为定义一个局部变量。

Python makes educated guesses on whether variables are local or global. It assumes that any variable assigned a value in a function is local.

 

  • 函数内部的变量名如果第一次出现,且出现在=后面,且该变量在全局域中已定义,则这里将引用全局变量,如果该变量在全局域中没有定义,当然会出现“变量未定义”的错误。例如:

[python]
num = 100
def func():
x = num + 100
print(x)
func()
[/python]

输出:
200
表示这里使用的num是全局变量num。
或者其他使用该变量(例如调用成员函数)的情况,也将引用全局变量,例如:

 

[python]
a = [1, 2]
def func():
a.append(3)
print(a)
func()
[/python]

输出:[1, 2, 3]

总结:只要是*使用*变量,而该变量在全局域中有定义,而在局部没有定义,则会使用全局变量。

  • 函数中使用某个变量时,该变量名既有全局变量也有同名的局部变量,则会使用局部变量,例如:

[python]
num = 100
def func():
num = 200
x = num + 100
print(x)
func()
[/python]

 

结果:300
总结:如果使用的变量在全局域中有定义,在局部域中也有定义,则默认会使用局部变量。
  • 在函数中,如果想给全局变量赋值,则需要用关键字global生命,例如:

[python]
num = 100
def func():
global num
num = 200
print(num)

func()
print(num)
[/python]

输出:200  200

说明函数中给num赋值为200是修改的全局变量,而且这里没有定义新的局部变量,所以后续如果再操作num也是操作的全局变量,例如:

[python]
num = 100
def func():
global num
num = 200
num += 100
print(num)

func()
print(num)
[/python]

输出: 300300
总结:如果要在函数中给全局变量赋值,需要用global关键字声明。

单引号、双引号和三双引号的区别

python字符串通常有单引号(’…’)、双引号(”…”)、三引号(”””…”””)或(”’…”’)包围,三引号包含的字符串可由多行组成,一般可表示大段的叙述性字符串。在使用时基本没有差别,但双引号和三引号(”””…”””)中可以包含单引号,三引号(”’…”’)可以包含双引号,而不需要转义
 如: s1 = “hello,world” 如果要写成多行,那么就要使用\ (“连行符”)吧,
如:s2 = “hello,\
                   world”
s2与s1是一样的。如果你用3个双引号的话,就可以直接写了,
如:s3 = “””hello,
world,
hahaha.”””,
那么s3实际上就是”hello,\nworld,\nhahaha.”, 注意“\n”,所以,如果你的字符串里\n很多,你又不想在字符串中用\n的话,那么就可以使用3个双引号。而且使用3个双引号还可以在字符串中增加注释,
如:s3 = “””hello, #hoho, this is hello, 在3个双引号的字符串内可以有注释哦
world, #hoho, this is world
hahaha.”””
这就是3个双引号和1个双引号表示字符串的区别了,3个双引号与1个单引号的区别也是和这个一样的,
当字符串需要加入引号时,可采用单引号与双引号互相嵌套使用
例如:print ‘test “‘”test “‘”‘ –>> test “test”
            “test ‘”‘test “‘”   –>> test ‘test’
实际上python支持单引号是有原因的,下面我来比较1个单引号和1个双引号的区别。当我用单引号来表示一个字符串时,如果要表示 Let’s go 这个字符串,必须这样: s4 = ‘Let\’s go’,注意没有,字符串中有一个’,而字符串又是用’来表示,所以这个时候就要使用转义符 \ (\,转义符应该知道吧), 如果你的字符串中有一大堆的转义符,看起来肯定不舒服,python也很好的解决了这个问题,
如:s5 = “Let’s go”
这时,我们看,python知道你是用 ” 来表示字符串,所以python就把字符串中的那个单引号 ‘ , 当成普通的字符处理了,是不是很简单。对于双引号,也是一样的,下面举个例子
s6 = ‘I realy like “python”!’这就是单引号和双引号都可以表示字符串的原因了。