TCP服务端程序开发

学习目标

  • 能够写出TCP服务端应用程序接收和发送消息

1. 开发 TCP 服务端程序开发步骤回顾

  1. 创建服务端端套接字对象
  2. 绑定端口号
  3. 设置监听
  4. 等待接受客户端的连接请求
  5. 接收数据
  6. 发送数据
  7. 关闭套接字

2. socket 类的介绍

导入 socket 模块
import socket

创建服务端 socket 对象
socket.socket(AddressFamily, Type)

参数说明:

  • AddressFamily 表示IP地址类型, 分为TPv4和IPv6
  • Type 表示传输协议类型

方法说明:

  • bind((host, port)) 表示绑定端口号, host 是 ip 地址，port 是端口号，ip 地址一般不指定，表示本机的任何一个ip地址都可以。
  • listen (backlog) 表示设置监听，backlog参数表示最大等待建立连接的个数。
  • accept() 表示等待接受客户端的连接请求
  • send(data) 表示发送数据，data 是二进制数据
  • recv(buffersize) 表示接收数据, buffersize 是每次接收数据的长度

3. TCP 服务端程序开发示例代码

import socket

if __name__ == '__main__':
    # 创建tcp服务端套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 设置端口号复用，让程序退出端口号立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True) 
    # 给程序绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 8989))
    # 设置监听
    # 128:最大等待建立连接的个数， 提示： 目前是单任务的服务端，同一时刻只能服务与一个客户端，后续使用多任务能够让服务端同时服务与多个客户端，
    # 不需要让客户端进行等待建立连接
    # listen后的这个套接字只负责接收客户端连接请求，不能收发消息，收发消息使用返回的这个新套接字来完成
    tcp_server_socket.listen(128)
    # 等待客户端建立连接的请求, 只有客户端和服务端建立连接成功代码才会解阻塞，代码才能继续往下执行
    # 1. 专门和客户端通信的套接字： service_client_socket
    # 2. 客户端的ip地址和端口号： ip_port
    service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
    # 代码执行到此说明连接建立成功
    print("客户端的ip地址和端口号:", ip_port)
    # 接收客户端发送的数据, 这次接收数据的最大字节数是1024
    recv_data = service_client_socket.recv(1024)
    # 获取数据的长度
    recv_data_length = len(recv_data)
    print("接收数据的长度为:", recv_data_length)
    # 对二进制数据进行解码
    recv_content = recv_data.decode("gbk")
    print("接收客户端的数据为:", recv_content)
    # 准备发送的数据
    send_data = "ok, 问题正在处理中...".encode("gbk")
    # 发送数据给客户端
    service_client_socket.send(send_data)
    # 关闭服务与客户端的套接字， 终止和客户端通信的服务
    service_client_socket.close()
    # 关闭服务端的套接字, 终止和客户端提供建立连接请求的服务
    tcp_server_socket.close()

执行结果:

客户端的ip地址和端口号: ('172.16.47.209', 52472)
接收数据的长度为: 5
接收客户端的数据为: hello

说明:

当客户端和服务端建立连接后，服务端程序退出后端口号不会立即释放，需要等待大概1-2分钟。

解决办法有两种:

  1. 更换服务端端口号
  2. 设置端口号复用(推荐大家使用)，也就是说让服务端程序退出后端口号立即释放。

设置端口号复用的代码如下:

# 参数1: 表示当前套接字
# 参数2: 设置端口号复用选项
# 参数3: 设置端口号复用选项对应的值
tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)

网络调试助手充当客户端程序:

网络调试助手

4. 小结

  1. 导入socket模块
  2. 创建TCP套接字‘socket’
    • 参数1: ‘AF_INET’, 表示IPv4地址类型
    • 参数2: ‘SOCK_STREAM’, 表示TCP传输协议类型
  3. 绑定端口号‘bind’
    • 参数: 元组, 比如:(ip地址, 端口号)
  4. 设置监听‘listen’
    • 参数: 最大等待建立连接的个数
  5. 等待接受客户端的连接请求‘accept’
  6. 发送数据‘send’
    • 参数: 要发送的二进制数据， 注意: 字符串需要使用encode()方法进行编码
  7. 接收数据‘recv’
    • 参数: 表示每次接收数据的大小，单位是字节，注意: 解码成字符串使用decode()方法
  8. 关闭套接字‘socket’表示通信完成