使用 Python 进行 socket 编程


体验 Python

下面我们先对 Python 是什么建立一个直观印象。

作为一种解释性语言，Python 很容易使用，并且能够快速验证我们的想法和开发原型软件。Python 程序可以作为一个整体进行解释，也可以一行行地解释。

可以在第一次运行 Python 时测试一下下面的 Python 代码，然后一次只输入一行试试。在 Python 启动之后，会显示一个提示符（>>>），可以在这里输入命令。注意在 Python 中，缩进非常重要，因此代码前面的空格不能忽略：

清单 1. 可以试验的几个 Python 例子

                                    

# Open a file, read each line, and print it out

for line in open('file.txt'):

  print line

# Create a file and write to it

file = open("test.txt", "w")

file.write("test line\n")

file.close()

# Create a small dictionary of names and ages and manipulate

family = {'Megan': 13, 'Elise': 8, 'Marc': 6}

# results in 8

family['Elise']

# Remove the key/value pair

del family['Elise']

# Create a list and a function that doubles its input.  Map the

#    function to each of the elements of the list (creating a new

#    list as a result).

arr = [1, 2, 3, 4, 5]

def double(x): return x*x

map(double, arr)

# Create a class, inherit by another, and then instantiate it and

#    invoke its methods.

class Simple:

  def __init__(self, name):

    self.name = name

  def hello(self):

    print self.name+" says hi."

class Simple2(Simple):

  def goodbye(self):

    print self.name+" says goodbye."

me = Simple2("Tim")

me.hello()

me.goodbye()

为什么使用 Python？

我们要学习和使用 Python 的一个原因是它非常流行。Python 用户的数量以及使用 Python 编写的应用程序的不断增长使这种努力是值得的。

在很多开发领域中都可以看到 Python 的踪迹，它被用来构建系统工具，用作程序集成的黏合剂，用来开发Internet 应用程序和快速开发原型。

Python与其他脚本语言相比也有一定的优势。它的语法非常简单，概念非常清晰，这使得 Python 非常容易学习。在使用复杂的数据结构（例如列表、词典和元组）时，Python也非常简单，而且可描述性更好。Python 还可以对语言进行扩充，也可以由其他语言进行扩充。

我发现Python 的语法使它比 Perl 的可读性和可维护性更好，但是比 Ruby 要差。与 Ruby 相比，Python的优点在于它有大量的库和模块可以使用。使用这些库和模块，只需要很少的代码就可以开发功能丰富的程序。

Python使用缩进格式来判断代码的作用域，这有些讨厌，但是Python 本身的简单性使这个问题已经微不足道了。

现在，让我们开始进入 Python 中的 socket 编程世界。

Python socket 模块

基本的 Pythonsocket 模块

Python 提供了两个基本的 socket 模块。第一个是 Socket，它提供了标准的BSD Sockets API。第二个是 SocketServer，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。Python 使用一种异步的方式来实现这种功能，您可以提供一些插件类来处理服务器中应用程序特有的任务。表 1 列出了本节所涉及的类和模块。

表 1. Python 类和模块

类/模块

说明

Socket

低层网络接口（每个 BSD API）

SocketServer

提供简化网络服务器开发的类

让我们来看一下这些模块，以便理解它们是如何工作的。

Socket 模块

Socket模块提供了 UNIX? 程序员所熟悉的基本网络服务（也称为BSD API）。这个模块中提供了在构建 socket 服务器和客户机时所需要的所有功能。

这个API 与标准的 C API 之间的区别在于它是面向对象的。在C 中，socket 描述符是从 socket 调用中获得的，然后会作为一个参数传递给 BSD API 函数。在 Python 中，socket 方法会向应用 socket 方法的对象返回一个 socket 对象。表 2 给出了几个类方法，表 3 显示了一部分实例方法。

表 2. Socket 模块的类方法

类方法

说明

Socket

低层网络接口（每个 BSD API）

socket.socket(family, type)

创建并返回一个新的 socket 对象

socket.getfqdn(name)

将使用点号分隔的 IP 地址字符串转换成一个完整的域名

socket.gethostbyname(hostname)

将主机名解析为一个使用点号分隔的 IP 地址字符串

socket.fromfd(fd, family, type)

从现有的文件描述符创建一个 socket 对象

表 3. Socket 模块的实例方法

实例方法

说明

sock.bind( (adrs, port) )

将 socket 绑定到一个地址和端口上

sock.accept()

返回一个客户机 socket（带有客户机端的地址信息）

sock.listen(backlog)

将 socket 设置成监听模式，能够监听 backlog 外来的连接请求

sock.connect( (adrs, port) )

将 socket 连接到定义的主机和端口上

sock.recv( buflen[, flags] )

从 socket 中接收数据，最多 buflen 个字符

sock.recvfrom( buflen[, flags] )

从 socket 中接收数据，最多 buflen 个字符，同时返回数据来源的远程主机和端口号

sock.send( data[, flags] )

通过 socket 发送数据

sock.sendto( data[, flags], addr )

通过 socket 发送数据

sock.close()

关闭 socket

sock.getsockopt( lvl, optname )

获得指定 socket 选项的值

sock.setsockopt( lvl, optname, val )

设置指定 socket 选项的值

类方法 和 实例方法 之间的区别在于，实例方法需要有一个 socket 实例（从 socket 返回）才能执行，而类方法则不需要。

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