Python Socket与SocketServer通信实战:黏包处理、文件传输及多并发实现
本文深入解析Python中Socket网络编程的核心机制,重点阐述缓冲区特性及黏包问题的成因与三种解决方案。通过完整代码示例,演示了从基础通信到循环收发、SSH命令执行模拟、大文件传输(含MD5校验)的进阶应用,并介绍利用SocketServer实现多并发服务器端的方法,帮助开发者掌握稳定高效的网络通信技巧。
Socket缓冲区机制与黏包问题解析
Socket通信依赖于一个先进先出的缓冲区,该缓冲区作为数据流载体,其发送与接收的数据量可自定义。若接收端未能一次性取完缓冲区内的数据,可能导致数据延迟或处理滞后。其中,【recv(1024)】指令表示从缓冲区读取最大1024字节的数据,但实际返回的字节数具有不确定性,建议该值设置为小于或等于8192以确保性能。
黏包问题:
在使用Socket连续发送两条独立数据时,底层网络协议可能将这两条数据合并为一条进行发送,从而导致接收端无法正确区分数据边界,这种现象称为黏包。
解决方法一:
在两条数据发送之间引入延时,例如使用【time.sleep(0.5)】使程序暂停0.5秒,以此避免数据在发送端被合并。
解决方法二:
采用确认机制,每次发送数据后,发送方立即等待并接收来自接收方的确认信息,确保一条数据完整交互后再发送下一条。
解决方法三:
预设数据长度,发送端在发送实际数据前先发送数据的大小信息,接收端则通过【recv(xx)】指定接收确切大小的数据,从而精准控制读取边界。
Socket基础通信与进阶循环处理
Socket基本使用:
简单的服务器:
import socket
sser=socket.socket()#得到socket对象
sser.bind(("0.0.0.0",2699))#建立监听
sser.listen(3)
print("等等客户端连接")
conn,addr=sser.accept() #等待连接,会一直处于阻塞,返回连接对象和对方地址
print("有客户端已经连接,IP地址和端口为:",addr)
#接收数据,会一直阻塞,建议低于8192
#使用连接对象操作
rdata=conn.recv(1024)
print(rdata.decode("gbk"))
conn.send("服务器返回,收到数据".encode("gbk"))#发送数据,使用连接对象操作
#关闭连接
sser.close()
简单的客户端:
import socket
sclient=socket.socket()#得到socket对象
#连接服务器
#失败会报错:ConnectionRefusedError
sclient.connect(("192.168.1.135",2699))
sclient.send("东小东".encode("gbk"))#发送数据
#接收数据,会一直阻塞,建议低于8192
rdata=sclient.recv(1024)
print(rdata.decode("gbk"))
#关闭连接
sclient.close()
Soket进阶:
服务器进阶:
实现客户循环连接及数据循环收发和判断客户端是否断开
import socket
sser=socket.socket()#得到socket对象
sser.bind(("0.0.0.0",2699))#建立监听
sser.listen(3)
while True:
print("等等客户端连接")
conn,addr=sser.accept() #等待连接,会一直处于阻塞,返回连接对象和对方地址
print("有客户端已经连接,IP地址和端口为:",addr)
conn.send(("服务器欢迎你:%s\r\n"%(str(addr))).encode("gbk")) # 发送数据,使用连接对象操作
while True:
#接收数据,会一直阻塞
#使用连接对象操作
rdata=conn.recv(1024)
if not rdata: break #判断客户端是否断开,断开则收到空数据
print(rdata.decode("gbk"))
conn.send("服务器返回,收到数据\r\n".encode("gbk"))#发送数据,使用连接对象操作
#关闭连接
sser.close()
客户端进阶:
实现循环收发和判断服务器是否断开
import socket
sclient=socket.socket()#得到socket对象
#连接服务器
#失败会报错:ConnectionRefusedError
sclient.connect(("192.168.1.135",2699))
while True:
#接收数据,会一直阻塞
rdata=sclient.recv(1024)
if not rdata: break # 判断服务器是否断开,断开则收到空数据
print(rdata.decode("gbk"))
sclient.send(("客户端收到数据:%s\r\n"%rdata.decode("gbk")).encode("gbk")) # 发送数据
#关闭连接
sclient.close()
注意:
发送数据时不可发送空字符,否则会导致程序阻塞。解决方法为判断输入是否为空值,若为空则跳过本次发送逻辑。
strx=input("输入:").strip()#得到控制台输入值
if(len(strx)==0):continue #如果为空字符,则跳出本次循环
print(strx) #打印
sclient.send(strx.encode("gbk")) # 发送数据
大数据传输与文件安全传输实现
发送大数据:
先发送总体数据的大小,Socket另一端在接收时判断实际接收的数据大小与总数据大小进行比较,通过循环调用recv()进行完整数据接收。
简单的ssh实现:
服务端:
import os
import socket
sser=socket.socket()#得到socket对象
sser.bind(("0.0.0.0",2697))#建立监听
sser.listen(3)
while True:
print("等等客户端连接")
conn,addr=sser.accept() #等待连接,会一直处于阻塞,返回连接对象和对方地址
print("有客户端已经连接,IP地址和端口为:",addr)
conn.send(("服务器欢迎你:%s\r\n"%(str(addr))).encode("gbk")) # 发送数据,使用连接对象操作
while True:
#接收数据,会一直阻塞
rdata=conn.recv(1024)
if not rdata: break #判断客户端是否断开,断开则收到空数据
sendtox=os.popen(rdata.decode("gbk")).read() #执行命令
conn.send(str(len(sendtox)).encode("gbk")) #发送执行命令的结果长度
#如果长度大于0 则发送命令结果数据
if len(sendtox)>0:
if conn.recv(10).decode("gbk")=="1":
conn.sendall(sendtox.encode("gbk"))#发送最终数据
#关闭连接
sser.close()
客户端:
import socket
sclient=socket.socket()#得到socket对象
#连接服务器
#失败会报错:ConnectionRefusedError
sclient.connect(("192.168.43.21",2697))
# 接收数据,会一直阻塞
rdata = sclient.recv(1024)
print(rdata.decode("gbk"))
while True:
strx = input("请输入命令:").strip() # 得到控制台输入值
if (len(strx) == 0): continue # 如果为空字符,则跳出本次循环
sclient.send(strx.encode("gbk")) # 发送数据
rdata = sclient.recv(10)
if not rdata: break # 判断服务器是否断开,断开则收到空数据
#判断命令是否执行成功,0为失败
dataall=int(rdata.decode("gbk"))
if dataall==0:
continue
sclient.send("1".encode("gbk")) # 发送确认接收数据命令
#循环接收数据
datanew=0
while dataall !=datanew:
rdata=sclient.recv(1024).decode("gbk")
datanew+=len(rdata)
print(rdata)
#关闭连接
sclient.close()
发送文件:
发送文件时,使用read()读取文件数据后,可循环调用send()分段发送数据,或使用sendall()一次性发送所有数据。Socket另一端接收时需循环调用recv(),且每次接收的数据大小不确定。文件传输需验证发送和接收的数据是否完全一致,可通过数据大小加MD5双重验证:发送端在每次发送一条数据时进行update(),数据发送完成后发送MD5值;接收端在每次接收到一条数据后进行update(),文件接收完成后再接收发送端发送的MD5值,将两值进行比较,相同则表示传输无丢包。但加入MD5校验会影响传输速率。
发送文件数据:先发送总体数据大小,socket另一端判断实际接收的数据大小与总数据大小进行比较,循环recv()进行数据接收
示例:客户端发送文件名,服务器判断文件是否存在,如果不存在或者是空文件则不进行传输,服务器进行文件发送,客户端实现文件接收
服务器
import os
import socket
sser=socket.socket()#得到socket对象
sser.bind(("0.0.0.0",2697))#建立监听
sser.listen(3)
while True:
print("等等客户端连接")
conn,addr=sser.accept() #等待连接,会一直处于阻塞,返回连接对象和对方地址
print("有客户端已经连接,IP地址和端口为:",addr)
conn.send(("服务器欢迎你:%s\r\n"%(str(addr))).encode("gbk")) # 发送数据,使用连接对象操作
while True:
#接收数据,会一直阻塞
rdata=conn.recv(1024)
if not rdata: break #判断客户端是否断开,断开则收到空数据
filesize=0
filenamex=rdata.decode("gbk")
if os.path.isfile(filenamex): #判断是否是文件
filesize=os.stat(filenamex).st_size #得到文件大小
conn.send(str(filesize).encode("gbk")) #不是文件则发送0,是文件则是实际大小
#如果文件大小大于0 则发送文件
if filesize>0:
if conn.recv(10).decode("gbk")=="1": #等待确认接收命令
#一行一行发送数据
f=open(filenamex,"rb")
for linex in f:
conn.sendall(linex)#发送最终数据
#关闭连接
sser.close()
客户端
import socket
sclient=socket.socket()#得到socket对象
#连接服务器
#失败会报错:ConnectionRefusedError
sclient.connect(("192.168.43.21",2697))
# 接收数据,会一直阻塞
rdata = sclient.recv(1024)
print(rdata.decode("gbk"))
while True:
filenamex = input("请输入文件名:").strip() # 得到控制台输入值
if (len(filenamex) == 0): continue # 如果为空字符,则跳出本次循环
sclient.send(filenamex.encode("gbk")) # 发送数据
rdata = sclient.recv(10)
if not rdata: break # 判断服务器是否断开,断开则收到空数据
#判断命令是否执行成功,0为失败
dataall=int(rdata.decode("gbk"))
if dataall==0:
print("文件不存在或者为空")
continue
sclient.send("1".encode("gbk")) # 发送确认接收数据命令
#打开文件
f=open(filenamex,"wb")
#循环接收数据
datanew=0
while dataall !=datanew:
rdata=sclient.recv(1024)
datanew+=len(rdata)
f.write(rdata)
print("文件(%s)接收完毕"%filenamex)
f.close() #关闭文件
#关闭连接
sclient.close()
SocketServer多并发服务器实现
ScoketServer
服务端实现多并发效果,可以同时接入多个客户端
import socketserver
#建立一个类,必须继承 socketserver.BaseRequestHandler 类
class DongSocket(socketserver.BaseRequestHandler):
#必须重写handle方法
def handle(self):
print("建立新连接,对方地址为:{}".format(self.client_address))
while True:
try:
self.datax=self.request.recv(1024).decode("gbk") #接收数据
print("接收的数据为:%s"%self.datax)
self.request.send(("服务器返回数据:%s"%self.datax).encode("gbk"))
except Exception as e:
print("断开,再见:{}".format(self.client_address))
break
#参数:(("ip",端口),自定义类)
#ss=socketserver.TCPServer(("0.0.0.0",2351),DongSocket) #与之前的socket服务器效果一致,同时只能连接一个客户端
ss=socketserver.ThreadingTCPServer(("0.0.0.0",2351),DongSocket) #同时可以连接多个客户端,多并发
ss.serve_forever()
总结
以上所述是小编给大家介绍的Python中的Socket 与 ScoketServer 通信及遇到问题解决方法 ,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对本站网站的支持!
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