Python TCP Socket实现文件下载客户端与服务端详解

首先展示相关代码实现。

Python TCP文件下载客户端实现

客户端部分代码。

import socket
def main():
  #creat:
  download_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
  #link:
  serv_ip=input("please input server IP")
  serv_port=int(input(("please input server port")))
  serv_addr=(serv_ip,serv_port)
  download_client.connect(serv_addr)
  #send and receive
  filename=input("please input filename")
  download_client.send(filename.encode("utf-8"))
  download_data=download_client.recv(1024)
  if download_data:
    with open("receive_"+filename,"wb") as f:
      f.write(download_data)
  download_client.close()
if __name__ == '__main__':
  main()

Python TCP文件下载服务端实现

服务器部分代码。

import socket
def send_data(server_socket):
  while True:
    filename = server_socket.recv(1024).decode("utf-8")
    print("用户请求下载对象是%s"%filename)
    if filename:
      with open(filename, "rb") as f:
        file_data = f.read()
        server_socket.send(file_data)
    else:
      server_socket.close()
      break
def main():
  #creat
  server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
  #bind
  server.bind(("",4399))
  #listen
  server.listen(128)
  #accept
  while True:
    print("waiting for quest")
    server_socket,client_ip=server.accept()
    print("connected")
    send_data(server_socket)
  #close
  server.close()
if __name__ == '__main__':
  main()

此前曾编写过基于UDP的简单程序，今日学习TCP协议。TCP与UDP的区别与联系已有诸多论述，此处不再赘述。本文采用TCP协议，因其在文件下载场景中应用更为广泛，具备更高的可靠性。以下对客户端代码进行具体分析：

第一点，TCP协议面向连接。客户端发送请求前，必须与服务器建立连接（这与UDP不同）。因此，代码中体现了connect动作以完成连接建立。

第二点，当前程序的recv方法仅支持接收1KB数据。若尝试收发大文件，程序将会出错。关于大文件下载的解决方案，将在后续研究中补充说明。

接下来对服务器代码进行分析：

第一点，服务器必须进行绑定操作，即确定其地址。只有明确了地址，客户端才能知晓每次需与谁建立连接。

第二点，涉及socket的listen方法。在之前的网络编程中，我们通常主动连接他人（如使用connect()）。服务器则不同，它处于被动连接状态，等待客户端发起连接。listen方法用于实现这种状态的转换。其后的参数指定了等待队列中最多可容纳的传入连接数。若需确定可指定的最大连接数，需参照MaxConnections值，即等待连接的最大数量。

第三点，accept()方法返回一个元组。前文代码中使用了两个变量对该元组进行拆包。元组的第一个元素是socket对象，第二个元素是连接本服务器的客户端地址。对于新生成的socket对象，可理解为服务器主socket在接到连接后，派遣了一个专用的socket来专门服务于该客户端。

第四点，一个服务器可同时被多个客户端连接。每个客户端都会分配一个专用的socket进行处理和服务。

TCP通信流程总结

总结部分：

客户端流程：创建套接字（可绑定）—连接服务器—收发数据—关闭连接。 服务器流程：创建套接字—绑定地址—监听连接—接收连接—收发数据—关闭连接。

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