py网络编程学习笔记

一、异常处理

异常就是程序运行时发生错误的信号（在程序出现错误时，则会产生一个异常，若程序没有处理它，则会抛出该异常，程序的运行也随之终止），在python中,错误触发的异常如下

而错误分为两种：

1、语法错误

语法错误即为sb错误

2、逻辑错误

逻辑错误有数据类型错误，取值错误等，都是自己逻辑混乱导致。

 

在python中不同的异常可以用不同的类型（python中统一了类与类型，类型即类）去标识，一个异常标识一种错误

  常用异常

  1 attributeerror 试图访问一个对象没有的树形，比如foo.x，但是foo没有属性x
  2 ioerror 输入/输出异常；基本上是无法打开文件
  3 importerror 无法引入模块或包；基本上是路径问题或名称错误
  4 indentationerror 语法错误（的子类） ；代码没有正确对齐
  5 indexerror 下标索引超出序列边界，比如当x只有三个元素，却试图访问x[5]
  6 keyerror 试图访问字典里不存在的键
  7 keyboardinterrupt ctrl+c被按下
  8 nameerror 使用一个还未被赋予对象的变量
  9 syntaxerror python代码非法，代码不能编译(个人认为这是语法错误，写错了）
 10 typeerror 传入对象类型与要求的不符合
 11 unboundlocalerror 试图访问一个还未被设置的局部变量，基本上是由于另有一个同名的全局变量，
 12 导致你以为正在访问它
 13 valueerror 传入一个调用者不期望的值，即使值的类型是正确的 

 

所以，为了保证程序的健壮性与容错性，即在遇到错误时程序不会崩溃，我们需要对异常进行处理，而错误发生的条件分为两种情况

可预知：

可以用if进行处理：在错误发生之前进行预防

  1 age=10
  2 while true:
  3     age=input('>>: ').strip()
  4     if age.isdigit(): #只有在age为字符串形式的整数时,下列代码才不会出错,该条件是可预知的
  5         age=int(age)
  6         if age == age:
  7             print('you got it')
  8             break

 

不可预知：

当错误发生的条件是不可预知时，需要用到try...except：在错误发生之后进行处理

#基本语法为
try:
    被检测的代码块
except 异常类型：
    try中一旦检测到异常，就执行这个位置的逻辑
#举例
try:
    f=open('a.txt')
    g=(line.strip() for line in f)
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
except stopiteration:
    f.close()

 

#1 异常类只能用来处理指定的异常情况，如果非指定异常则无法处理。
s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except indexerror as e: # 未捕获到异常，程序直接报错
    print e

#2 多分支
s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except indexerror as e:
    print(e)
except keyerror as e:
    print(e)
except valueerror as e:
    print(e)

#3 万能异常exception
s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except exception as e:
    print(e)

#4 多分支异常与万能异常
#4.1 如果你想要的效果是，无论出现什么异常，我们统一丢弃，或者使用同一段代码逻辑去处理他们，那么骚年，大胆的去做吧，只有一个exception就足够了。
#4.2 如果你想要的效果是，对于不同的异常我们需要定制不同的处理逻辑，那就需要用到多分支了。

#5 也可以在多分支后来一个exception
s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except indexerror as e:
    print(e)
except keyerror as e:
    print(e)
except valueerror as e:
    print(e)
except exception as e:
    print(e)

#6 异常的其他机构
s1 = 'hello'
try:
    int(s1)
except indexerror as e:
    print(e)
except keyerror as e:
    print(e)
except valueerror as e:
    print(e)
#except exception as e:
#    print(e)
else:
    print('try内代码块没有异常则执行我')
finally:
    print('无论异常与否,都会执行该模块,通常是进行清理工作')

#7 主动触发异常
try:
    raise typeerror('类型错误')
except exception as e:
    print(e)

#8 自定义异常
class egonexception(baseexception):
    def __init__(self,msg):
        self.msg=msg
    def __str__(self):
        return self.msg

try:
    raise egonexception('类型错误')
except egonexception as e:
    print(e)

#9 断言:assert 条件
assert 1 == 1
assert 1 == 2

#10 总结try..except

1：把错误处理和真正的工作分开来
2：代码更易组织，更清晰，复杂的工作任务更容易实现；
3：毫无疑问，更安全了，不至于由于一些小的疏忽而使程序意外崩溃了；

 

只有在错误发生的条件无法预知的情况下，才应该加上try...except，否则会导致代码可读性变差。

 

二、socket编程

略过网络基础

注：

socket是应用层与tcp/ip协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，socket其实就是一个门面模式，它把复杂的tcp/ip协议族隐藏在socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让socket去组织数据，以符合指定的协议。所以，我们无需深入理解tcp/udp协议，socket已经为我们封装好了，我们只需要遵循socket的规定去编程，写出的程序自然就是遵循tcp/udp标准的。

socket工作流程：

socket()模块函数用法

import socket
socket.socket(socket_family,socket_type,protocal=0)
socket_family 可以是 af_unix 或 af_inet。socket_type 可以是 sock_stream 或 sock_dgram。protocol 一般不填,默认值为 0。

获取tcp/ip套接字
tcpsock = socket.socket(socket.af_inet, socket.sock_stream)

获取udp/ip套接字
udpsock = socket.socket(socket.af_inet, socket.sock_dgram)

由于 socket 模块中有太多的属性。我们在这里破例使用了'from module import *'语句。使用 'from socket import *',我们就把 socket 模块里的所有属性都带到我们的命名空间里了,这样能 大幅减短我们的代码。
例如tcpsock = socket(af_inet, sock_stream)

 

服务端套接字函数
s.bind()    绑定(主机,端口号)到套接字
s.listen()  开始tcp监听
s.accept()  被动接受tcp客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

客户端套接字函数
s.connect()     主动初始化tcp服务器连接
s.connect_ex()  connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常

公共用途的套接字函数
s.recv()            接收tcp数据
s.send()            发送tcp数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
s.sendall()         发送完整的tcp数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
s.recvfrom()        接收udp数据
s.sendto()          发送udp数据
s.getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址
s.getsockname()     当前套接字的地址
s.getsockopt()      返回指定套接字的参数
s.setsockopt()      设置指定套接字的参数
s.close()           关闭套接字

面向锁的套接字方法
s.setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式
s.settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间
s.gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间

面向文件的套接字的函数
s.fileno()          套接字的文件描述符
s.makefile()        创建一个与该套接字相关的文件

 

#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)#电话卡
bufsize=1024
s=socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_stream) #买手机
s.bind(ip_port) #手机插卡
s.listen(5)     #手机待机


while true:                         #接收链接循环,可以不停的接电话
    conn,addr=s.accept()            #手机接电话
    # print(conn)
    # print(addr)
    print('接到来自%s的电话' %addr[0])
    while true:                         #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息
        msg=conn.recv(bufsize)             #听消息,听话

        # if len(msg) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生

        print(msg,type(msg))

        conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

    conn.close()                    #挂电话

s.close()                       #手机关机

 

#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
bufsize=1024
s=socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_stream)

s.connect_ex(ip_port)           #拨电话

while true:                             #通信循环,客户端可以不断发收消息
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)

    feedback=s.recv(bufsize)                           #收消息,听话
    print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #挂电话

在重启server时可能会遇到 address already in use,因为重启server时，服务端任然处于tcp四次挥手的time_wait 状态在占用地址。服务器高并发情况下会有大量的time_wait状态的优化方法

解决方法：

1、加入一条socket配置，重用ip和端口

phone=socket(af_inet,sock_stream)
phone.setsockopt(sol_socket,so_reuseaddr,1) #重用ip和端口，加在bind之前
phone.bind(('127.0.0.1',8080))

2、调整linux内核参数

vi /etc/sysctl.conf

编辑文件，加入以下内容：
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

然后执行 /sbin/sysctl -p 让参数生效。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1 表示开启syn cookies。当出现syn等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量syn攻击，默认为0，表示关闭；

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 表示开启重用。允许将time-wait sockets重新用于新的tcp连接，默认为0，表示关闭；

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 表示开启tcp连接中time-wait sockets的快速回收，默认为0，表示关闭。

net.ipv4.tcp_fin_timeout 修改系統默认的 timeout 时间

基于udp的套接字

因为udp是无链接的，先启动哪一端都不会报错

####################server
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_dgram)

udp_server_client.bind(ip_port)

while true:
    msg,addr=udp_server_client.recvfrom(bufsize)
    print(msg,addr)

    udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

####################client
import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024
udp_server_client=socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_dgram)#tcp socket.sock_stream

while true:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue

    udp_server_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    back_msg,addr=udp_server_client.recvfrom(bufsize)
    print(back_msg.decode('utf-8'),addr)

udp 实现  ntp server

##############################server
from socket import *
from time import strftime

ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024

tcp_server=socket(af_inet,sock_dgram)
tcp_server.bind(ip_port)

while true:
    msg,addr=tcp_server.recvfrom(bufsize)
    print('===>',msg)

    if not msg:
        time_fmt='%y-%m-%d %x'
    else:
        time_fmt=msg.decode('utf-8')
    back_msg=strftime(time_fmt)

    tcp_server.sendto(back_msg.encode('utf-8'),addr)

tcp_server.close()

###############################client
from socket import *
ip_port=('127.0.0.1',9000)
bufsize=1024

tcp_client=socket(af_inet,sock_dgram)

while true:
    msg=input('请输入时间格式(例%y %m %d)>>: ').strip()
    tcp_client.sendto(msg.encode('utf-8'),ip_port)

    data=tcp_client.recv(bufsize)

    print(data.decode('utf-8'))

tcp_client.close()

 

粘包现象

管道：

res=subprocess.popen(cmd.decode('utf-8'),
shell=true,
stderr=subprocess.pipe,
stdout=subprocess.pipe)

的结果的编码是以当前所在的系统为准的，如果是windows，那么res.stdout.read()读出的就是gbk编码的，在接收端需要用gbk解码，且只能从管道里读一次结果

基于tcp先制作一个远程执行命令的程序（1：执行错误命令 2：执行ls 3：执行ifconfig）

from socket import *
import subprocess

ip_port=('127.0.0.1',8080)
bufsize=1024

tcp_socket_server=socket(af_inet,sock_stream)
tcp_socket_server.bind(ip_port)
tcp_socket_server.listen(5)

while true:
    conn,addr=tcp_socket_server.accept()
    print('客户端',addr)

    while true:
        cmd=conn.recv(bufsize)
        if len(cmd) == 0:break

        res=subprocess.popen(cmd.decode('utf-8'),shell=true,
                         stdout=subprocess.pipe,
                         stdin=subprocess.pipe,
                         stderr=subprocess.pipe)

        stderr=act_res.stderr.read()
        stdout=act_res.stdout.read()
        conn.send(stderr)
        conn.send(stdout)

import socket
bufsize=1024
ip_port=('127.0.0.1',8080)

s=socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_stream)
res=s.connect_ex(ip_port)

while true:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))
    act_res=s.recv(bufsize)

    print(act_res.decode('utf-8'),end='')

 

基于tcp的socket，在运行时会发生粘包

基于udp的socket，在运行时永远不会发生粘包

只有tcp有粘包现象，udp永远不会粘包

 

why:

socket收发消息的原理:

发送端可以是一k一k地发送数据，而接收端的应用程序可以两k两k地提走数据，当然也有可能一次提走3k或6k数据，或者一次只提走几个字节的数据，也就是说，应用程序所看到的数据是一个整体，或说是一个流（stream），一条消息有多少字节对应用程序是不可见的，因此tcp协议是面向流的协议，这也是容易出现粘包问题的原因。而udp是面向消息的协议，每个udp段都是一条消息，应用程序必须以消息为单位提取数据，不能一次提取任意字节的数据，这一点和tcp是很不同的。怎样定义消息呢？可以认为对方一次性write/send的数据为一个消息，需要明白的是当对方send一条信息的时候，无论底层怎样分段分片，tcp协议层会把构成整条消息的数据段排序完成后才呈现在内核缓冲区。

例如基于tcp的套接字客户端往服务端上传文件，发送时文件内容是按照一段一段的字节流发送的，在接收方看了，根本不知道该文件的字节流从何处开始，在何处结束

所谓粘包问题主要还是因为接收方不知道消息之间的界限，不知道一次性提取多少字节的数据所造成的。

此外，发送方引起的粘包是由tcp协议本身造成的，tcp为提高传输效率，发送方往往要收集到足够多的数据后才发送一个tcp段。若连续几次需要send的数据都很少，通常tcp会根据nagle优化算法把这些数据合成一个tcp段后一次发送出去，这样接收方就收到了粘包数据。

1. tcp（transport control protocol，传输控制协议）是面向连接的，面向流的，提供高可靠性服务。收发两端（客户端和服务器端）都要有一一成对的socket，因此，发送端为了将多个发往接收端的包，更有效的发到对方，使用了优化方法（nagle算法），将多次间隔较小且数据量小的数据，合并成一个大的数据块，然后进行封包。这样，接收端，就难于分辨出来了，必须提供科学的拆包机制。 即面向流的通信是无消息保护边界的。
2. udp（user datagram protocol，用户数据报协议）是无连接的，面向消息的，提供高效率服务。不会使用块的合并优化算法，, 由于udp支持的是一对多的模式，所以接收端的skbuff(套接字缓冲区）采用了链式结构来记录每一个到达的udp包，在每个udp包中就有了消息头（消息来源地址，端口等信息），这样，对于接收端来说，就容易进行区分处理了。 即面向消息的通信是有消息保护边界的。
3. tcp是基于数据流的，于是收发的消息不能为空，这就需要在客户端和服务端都添加空消息的处理机制，防止程序卡住，而udp是基于数据报的，即便是你输入的是空内容（直接回车），那也不是空消息，udp协议会帮你封装上消息头，

udp的recvfrom是阻塞的，一个recvfrom(x)必须对唯一一个sendinto(y),收完了x个字节的数据就算完成,若是y>x数据就丢失，这意味着udp根本不会粘包，但是会丢数据，不可靠

tcp的协议数据不会丢，没有收完包，下次接收，会继续上次继续接收，己端总是在收到ack时才会清除缓冲区内容。数据是可靠的，但是会粘包。

 

发生粘包的两种情况：

1、发送端需要等缓冲区满才发送出去，造成粘包（发送数据时间间隔很短，数据了很小，会合到一起，产生粘包）

2、接收方不及时接收缓冲区的包，造成多个包接收（客户端发送了一段数据，服务端只收了一小部分，服务端下次再收的时候还是从缓冲区拿上次遗留的数据，产生粘包）

注：

当发送端缓冲区的长度大于网卡的最大数据传输长度mtu时，tcp会将这次发送的数据拆成几个数据包发送出去。

补充一：
tcp在数据传输时，发送端先把数据发送到自己的缓存中，然后协议控制将缓存中的数据发往对端，对端返回一个ack=1，发送端则清理缓存中的数据，对端返回ack=0，则重新发送数据，所以tcp是可靠的

而udp发送数据，对端是不会返回确认信息的，因此不可靠

补充二：
send(字节流)和recv(1024)及sendall含义，
recv里指定的1024意思是从缓存里一次拿出1024个字节的数据

send的字节流是先放入己端缓存，然后由协议控制将缓存内容发往对端，如果待发送的字节流大小大于缓存剩余空间，那么数据丢失，用sendall就会循环调用send，数据不会丢失

 

解决粘包的方法

问题的根源在于，接收端不知道发送端将要传送的字节流的长度，所以解决粘包的方法就是围绕如何让发送端在发送数据前，把自己将要发送的字节流总大小让接收端知晓，然后接收端来一个死循环接收完所有数据。

1、在发送数据之前先判断数据大小，告诉客户端要接收多少数据，通过网络增加一次交互

#######################server
import socket,subprocess
ip_port=('127.0.0.1',8080)
s=socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_stream)
s.setsockopt(socket.sol_socket, socket.so_reuseaddr, 1)

s.bind(ip_port)
s.listen(5)

while true:
    conn,addr=s.accept()
    print('客户端',addr)
    while true:
        msg=conn.recv(1024)
        if not msg:break
        res=subprocess.popen(msg.decode('utf-8'),shell=true,\
                            stdin=subprocess.pipe,\
                         stderr=subprocess.pipe,\
                         stdout=subprocess.pipe)
        err=res.stderr.read()
        if err:
            ret=err
        else:
            ret=res.stdout.read()
        data_length=len(ret)
        conn.send(str(data_length).encode('utf-8'))
        data=conn.recv(1024).decode('utf-8')
        if data == 'recv_ready':
            conn.sendall(ret)
    conn.close()

###################################client

import socket,time
s=socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_stream)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))

while true:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))
    length=int(s.recv(1024).decode('utf-8'))
    s.send('recv_ready'.encode('utf-8'))
    send_size=0
    recv_size=0
    data=b''
    while recv_size < length:
        data+=s.recv(1024)
        recv_size+=len(data)


    print(data.decode('utf-8'))

缺点：程序的运行速度远快于网络传输速度，所以在发送一段字节前，先用send去发送该字节流长度，这种方式会放大网络延迟带来的性能损耗

2、为字节流加上自定义固定长度报头，报头中包含字节流长度，然后一次send到对端，对端在接收时，先从缓存中取出定长的报头，然后再取真实数据

struct模块

该模块可以把一个类型，如数字，转成固定长度的bytes

import json,struct
#假设通过客户端上传1t:1073741824000的文件a.txt

#为避免粘包,必须自定制报头
header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1t数据,文件路径和md5值

#为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输

#为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度

#客户端开始发送
conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes
conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式
conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式

#服务端开始接收
head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度

head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式
header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头

#最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
real_data_len=s.recv(header['file_size'])
s.recv(real_data_len)

 

我们可以把报头做成字典，字典里包含将要发送的真实数据的详细信息，然后json序列化，然后用struck将序列化后的数据长度打包成4个字节

发送时：

先发报头长度

再编码报头内容然后发送

最后发真实内容

接收时：

先手报头长度，用struct取出来

根据取出的长度收取报头内容，然后解码，反序列化

从反序列化的结果中取出待取数据的详细信息，然后去取真实的数据内容

import socket,struct,json
import subprocess
phone=socket.socket(socket.af_inet,socket.sock_stream)
phone.setsockopt(socket.sol_socket,socket.so_reuseaddr,1) #就是它，在bind前加

phone.bind(('127.0.0.1',8080))

phone.listen(5)

while true:
    conn,addr=phone.accept()
    while true:
        cmd=conn.recv(1024)
        if not cmd:break
        print('cmd: %s' %cmd)

        res=subprocess.popen(cmd.decode('utf-8'),
                             shell=true,
                             stdout=subprocess.pipe,
                             stderr=subprocess.pipe)
        err=res.stderr.read()
        print(err)
        if err:
            back_msg=err
        else:
            back_msg=res.stdout.read()

        headers={'data_size':len(back_msg)}
        head_json=json.dumps(headers)
        head_json_bytes=bytes(head_json,encoding='utf-8')

        conn.send(struct.pack('i',len(head_json_bytes))) #先发报头的长度
        conn.send(head_json_bytes) #再发报头
        conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容

    conn.close()

 服务端：定制稍微复杂一点的报头

from socket import *
import struct,json

ip_port=('127.0.0.1',8080)
client=socket(af_inet,sock_stream)
client.connect(ip_port)

while true:
    cmd=input('>>: ')
    if not cmd:continue
    client.send(bytes(cmd,encoding='utf-8'))

    head=client.recv(4)
    head_json_len=struct.unpack('i',head)[0]
    head_json=json.loads(client.recv(head_json_len).decode('utf-8'))
    data_len=head_json['data_size']

    recv_size=0
    recv_data=b''
    while recv_size < data_len:
        recv_data+=client.recv(1024)
        recv_size+=len(recv_data)

    print(recv_data.decode('utf-8'))
    #print(recv_data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码

认证客户端的链接合法性

 

from socket import *
import hmac,os

secret_key=b'linhaifeng bang bang bang'
def conn_auth(conn):
    '''
    认证客户端链接
    :param conn:
    :return:
    '''
    print('开始验证新链接的合法性')
    msg=os.urandom(32)
    conn.sendall(msg)
    h=hmac.new(secret_key,msg)
    digest=h.digest()
    respone=conn.recv(len(digest))
    return hmac.compare_digest(respone,digest)

def data_handler(conn,bufsize=1024):
    if not conn_auth(conn):
        print('该链接不合法,关闭')
        conn.close()
        return
    print('链接合法,开始通信')
    while true:
        data=conn.recv(bufsize)
        if not data:break
        conn.sendall(data.upper())

def server_handler(ip_port,bufsize,backlog=5):
    '''
    只处理链接
    :param ip_port:
    :return:
    '''
    tcp_socket_server=socket(af_inet,sock_stream)
    tcp_socket_server.bind(ip_port)
    tcp_socket_server.listen(backlog)
    while true:
        conn,addr=tcp_socket_server.accept()
        print('新连接[%s:%s]' %(addr[0],addr[1]))
        data_handler(conn,bufsize)

if __name__ == '__main__':
    ip_port=('127.0.0.1',9999)
    bufsize=1024
    server_handler(ip_port,bufsize)

from socket import *
import hmac,os

secret_key=b'linhaifeng bang bang bang'
def conn_auth(conn):
    '''
    验证客户端到服务器的链接
    :param conn:
    :return:
    '''
    msg=conn.recv(32)
    h=hmac.new(secret_key,msg)
    digest=h.digest()
    conn.sendall(digest)

def client_handler(ip_port,bufsize=1024):
    tcp_socket_client=socket(af_inet,sock_stream)
    tcp_socket_client.connect(ip_port)

    conn_auth(tcp_socket_client)

    while true:
        data=input('>>: ').strip()
        if not data:continue
        if data == 'quit':break

        tcp_socket_client.sendall(data.encode('utf-8'))
        respone=tcp_socket_client.recv(bufsize)
        print(respone.decode('utf-8'))
    tcp_socket_client.close()

if __name__ == '__main__':
    ip_port=('127.0.0.1',9999)
    bufsize=1024
    client_handler(ip_port,bufsize)

 

三、socketserver实现并发

基于tcp的套接字，关键就是两个循环，一个链接循环，一个通信循环

socketserver模块中分两大类：server类（解决链接问题）和request类（解决通信问题）

 

 

继承关系:

 

 

以下述代码为例，分析socketserver源码：

ftpserver=socketserver.threadingtcpserver(('127.0.0.1',8080),ftpserver)
ftpserver.serve_forever()

查找属性的顺序：threadingtcpserver->threadingmixin->tcpserver->baseserver

1. 实例化得到ftpserver，先找类threadingtcpserver的__init__,在tcpserver中找到，进而执行server_bind,server_active
2. 找ftpserver下的serve_forever,在baseserver中找到，进而执行self._handle_request_noblock()，该方法同样是在baseserver中
3. 执行self._handle_request_noblock()进而执行request, client_address = self.get_request()（就是tcpserver中的self.socket.accept()），然后执行self.process_request(request, client_address)
4. 在threadingmixin中找到process_request，开启多线程应对并发，进而执行process_request_thread，执行self.finish_request(request, client_address)
5. 上述四部分完成了链接循环，本部分开始进入处理通讯部分，在baseserver中找到finish_request,触发我们自己定义的类的实例化，去找__init__方法，而我们自己定义的类没有该方法，则去它的父类也就是baserequesthandler中找....

源码分析总结：

基于tcp的socketserver我们自己定义的类中的

1. 　　self.server即套接字对象
2. 　　self.request即一个链接
3. 　　self.client_address即客户端地址

基于udp的socketserver我们自己定义的类中的

1. 　　self.request是一个元组（第一个元素是客户端发来的数据，第二部分是服务端的udp套接字对象），如(b'adsf', <socket.socket fd=200, family=addressfamily.af_inet, type=socketkind.sock_dgram, proto=0, laddr=('127.0.0.1', 8080)>)
2. 　　self.client_address即客户端地址

 

import  subprocess
import  struct
import socketserver

class myserver(socketserver.baserequesthandler):
    def handle(self):
        print('coon is',self.request)  #con
        print('addr is',self.client_address) #addr
        buffer_size = 1024

        while true:
            try:
                #收消息
                data=self.request.recv(buffer_size)
                if not data:break
                print('客户端收到的消息是，',data)
                # 执行命令，得到命令的结果cmd_res
                res = subprocess.popen(cmd.decode('utf-8'), shell=true,
                                       stderr=subprocess.pipe,
                                       stdout=subprocess.pipe,
                                       stdin=subprocess.pipe)
                err = res.stderr.read()
                if err:
                    cmd_res = err
                else:
                    cmd_res = res.stdout.read()

                if not cmd_res:
                    cmd_res = '执行成功'.encode('utf-8')

                length = len(cmd_res)
                data_length = struct.pack('i', length)
                self.request.send(data_length)
                self.request.send(cmd_res)

                # low 版  解决粘包
                # conn.send(str(length).encode('utf-8'))
                # client_ready=conn.recv(buffer_size)
                #
                # if client_ready==b'ready':
                #     conn.send(cmd_res)

            except exception as e:
                print(e)
                break

if __name__=='__main__':
    s=socketserver.threadingtcpserver(('127.0.0.1',8080),myserver)
    s.serve_forever()

import socketserver

class myserver(socketserver.baserequesthandler):
    def handle(self):
        print('coon is',self.request)  #connect
        print('addr is',self.client_address) #addr

        while true:
            try:
                #收消息
                data=self.request.recv(1024)
                if not data:break
                print('客户端收到的消息是，',data)

                #发消息
                self.request.sendall(data.upper())
            except exception as e:
                print(e)
                break


if __name__=='__main__':
    s=socketserver.threadingtcpserver(('127.0.0.1',8080),myserver)
    s.serve_forever()