1 Python 高级网络操作 - Python Advanced Network Operations
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3 Half Open Socket,
4 一个单向的 socket 被称为 half open socket, 即数据只能在一个方向上传输.
5 Half Open Socket 是通过在 socket 对象上调用 shutdown() 方法得到.
6 shutdown 接收一个 numeric 类型的参数,
7 0 - 表示调用之后禁止读
8 1 - 表示调用之后禁止写
9 2 - 表示调用之后禁止读和写
10 一旦关闭了某一个方向(读/写), socket 就不能再在该方向上被重新打开了.
11 shutdown()是累计的, 也就是调用 shutdown(0) 再调用 shutdown(1) 跟
12 直接调用一个 shutdown(2) 效果是一样的.
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14 Half Open Socket 通常被应用在一下儿 3 种情形中,
15 1, 想要确保所有写好的数据都已经被传送出去.
16 调用 shutdown()的时候, 只有在缓存里面的数据都被成功发出去后方法才会有返回.
17 2, 用来 debug, 捕获潜在的异常/错误.
18 Half Open Socket 是捕获试图写一个不可写的 socket, 或者读一个不可读
19 的 socket 的异常的好方法.
20 3, 在程序是用了 fork() 或 多线程的时候, 用来防止其他进程/线程的某些操作.
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22 socket 超时 - socket timeout
23 settimeout(seconds)
24 对一个 socket 对象调用 settimeout(secs) 方法后, 如果经过在 sces 秒之内什么都
25 没有发生(读/写), 则会产生一个 socket.timeout 异常, 链接机会断开,
26 例子,
27 ... ...
28 sock, addr = S.accept()
29 sock.settimeout(9)
30 ... ...
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32 结束标识,
33 通过 socket 传输不确定长度的字符串的会遇到一个问题 - 不知道什么时候数据发送结束.
34 通常,有两种方法可以解决这个问题,
35 1, 通过指定字符串结束标识符(尾)
36 这个标识符通常是一个 NULL 字符(python - '\0') 或 newline 字符(python - '\n')
37 需要注意的问题是需要保证设定的结束符在所传输的内容中的'唯一'性.
38 2, 通过指定字符串长度指示符(首)
39 先发发送一个数字用来表示数据的长度, 接受方会根据这个数字长度的数据.
40 在网络上发送整形数据的时候,通常有一下儿两种选择,
41 a, 发送 ASCII 码(接收方收到后需要解码)
42 b, 直接发送 二进制 数, 一般位长是 16 或 32 位.
43 为了解决不同平台的二进制数据的编码方法不同的问题, 一种标准的二进制数据
44 表示法 - 网络字节顺序( Network Byte Order )被采纳. 在发送一个二进制数之前,
45 该二进制数被转换成 Network Byte Order; 接收方收到后, 在使用该数据之前做
46 '反向转换'.
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48 广播数据,
49 广播数据不能用 TCP 实现, 他多数是用 UDP 来实现的.
50 当接受方收到一个广播信息后, 系统内核会检查目的地的端口号信息. 如果系统上有一个在 listen 监听该端口
51 号的进程,则信息会被发送给该进程, 否者信息会被忽略掉.
52 例子,
53 发送方,
54 import socket
55 S = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # UDP
56 S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1) # 广播 broadcast
57 S.sendto("Hi there!",('<broadcast>', 12345)) # host = '<broadcast>'
58
59 while 1:
60 try:
61 data, addr = S.recvfrom(1024)
62 print("%s is connecting" % clientsocket.getpeername())
63 except (KeyboardInterrupt,SystemExit) as e:
64 print(e)
65 raise
66 if not len(data):
67 break
68 print("Received message : %s from : %s",(data, addr))
69
70 接受方,
71 import socket
72
73 S = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # UDP
74 S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 链接关闭后,端口立即可用
75 S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1) # 广播 broadcast
76 S.bind(('', 12345))
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78 while 1:
79 try:
80 mes, addr = S.recvfrom(8192)
81 print("Got message : %s from : %s" % (mes, addr))
82 S.sendto("ACK", addr) # 回复不是广播
83 except (KeyboardInterrupt, SystemExit) as e:
84 print(e)
85 raise
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87 通过 poll() 或 select() 实现事件通知,
88 通常, socket 上的 I/O 是阻塞的, 当一个操作(读/写)未结束,程序会阻塞.
89 在 nonblocking 模式中, 如果在没有完全准备好的 socket 对象调用 send() 或 recv() 方法
90 会触发 socket.error 异常. 在这种情况下, 就需要在调用 recv() 之前检查一下儿, socket 上
91 是不是有可以接受的 data. select() 和 poll() 就是满足检查需求的两个标准工具. 他们可以使
92 系统在某个 socket 上有事件发生的时候通知程序发生了什么, 从而在程序中进行有针对性的操作.
93 select() 接口是早起被普遍使用的, 但是在需要同时观察多个 socket 的事件的时候, 会变得很慢.
94 Windows 系统不支持 poll(), 必须使用 select().
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96 例子,
97 poll()
98 import socket, select
99 try:
100 S = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
101 except socket.error as e:
102 print("Error at creating socket : %s" % e)
103
104 try:
105 s.connect(("www.zzyzz.top", 80))
106 except socket.gaierror as e:
107 print("Address related error : %s" % e)
108 except socket.error as e:
109 print("Connection error : %s" % e)
110 P = select.poll()
111 P.register(S.fileno(), select.POLLIN | select.POLLERR | select.POLLHUP)
112 # POLLIN 普通或优先级带数据可读
113 # POLLERR 发生错误
114 # POLLHUP 对方描述符挂起
115 # POLLRDNORM 普通数据可读
116 # POLLRDBAND 优先级带数据可读
117 # POLLPRI 高优先级数据可读
118 # POLLOUT 普通数据可写
119 # POLLWRNORM 普通数据可写
120 # POLLWRBAND 优先级带数据可写
121 # POLLNVAL 描述字不是一个打开的文件
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123 while 1:
124 res = P.poll(100) # poll 间隔 100 毫秒
125 if len(res):
126 if res[0][1] == select.POLLIN:
127 data = S.recv(1024)
128 if not len(data):
129 print("Connection closed")
130 break
131 print("Received data : %s" % data)
132 else:
133 print("Errors occurred")
134 break
135
136 select() 来解决 I/O 阻塞
137 select(rlist, wlist, elist[, timeout])
138 rlist - '读' 的文件对象列表
139 wlist - '写' 的文件对象列表
140 elist - '错误' 的文件对象列表
141 timeout - 可选参数, 接收浮点类型, 指明超时的时间(秒)
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143 select() 方法的调用返回 3 个tuple, 每一个 tuple 都是一个对象列表, 顺序对应参数顺序.
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145 import socket, select
146 try:
147 S = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
148 except socket.error as e:
149 print("Error at creating socket : %s" % e)
150
151 try:
152 s.connect(("www.zzyzz.top", 80))
153 except socket.gaierror as e:
154 print("Address related error : %s" % e)
155 except socket.error as e:
156 print("Connection error : %s" % e)
157
158 while 1:
159 infds, outfds, errfds = select.select([S],[],[S],0.05)
160 if len(infds):
161 data = S.recv(1024)
162 if not len(data):
163 print("Connection closed")
164 break
165 print("Received data : %s" % data)
166 if len(errfds):
167 print("Errors occurred")
168 break