Python 中的 Socket 编程入门

Socket 编程是计算机网络编程的重要组成部分，用于网络中的数据传输。它允许不同主机之间通过网络进行通信。在 Python 中，内置的 socket 模块使得网络编程变得非常简单。本文将介绍 Python 中的 Socket 编程基础，包括创建服务器和客户端的基本示例。

1. Socket 基础概念

Socket 是网络中用于发送和接收数据的一种抽象。具体来说，Socket 是一个端点，可以在网络中进行双向通信。Socket 有类型之分，常见的有：

• TCP Socket：面向连接的协议，保证数据的可靠性。
• UDP Socket：无连接的协议，数据包可能会丢失或顺序错乱，但速度较快。

本文将主要关注 TCP Socket 编程。

2. TCP 服务器的实现

首先，我们创建一个简单的 TCP 服务器，用于接收客户端的连接并处理数据。以下是一个基本的 TCP 服务器的示例代码：

import socket

def start_server(host='127.0.0.1', port=65432):
    # 创建一个 TCP/IP Socket
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 绑定主机和端口
    server_socket.bind((host, port))

    # 开始监听
    server_socket.listen()
    print(f"服务器正在监听 {host}:{port}")

    while True:
        # 等待客户端连接
        client_socket, addr = server_socket.accept()
        print(f"连接来自 {addr}")

        # 接收数据
        data = client_socket.recv(1024)
        print(f"接收到数据: {data.decode()}")

        # 发送响应
        client_socket.sendall(b"数据已接收")

        # 关闭客户端连接
        client_socket.close()

if __name__ == "__main__":
    start_server()

代码解析：

1. 使用 socket.socket() 创建一个 TCP/IP Socket。
2. 使用 bind() 方法将 Socket 绑定到主机和端口。
3. 使用 listen() 方法开始监听客户端连接。
4. 使用 accept() 方法接受客户端连接，并返回一个新的 Socket 对象和客户端地址。
5. 使用 recv() 接收数据，使用 sendall() 发送响应数据。
6. 最后关闭客户端连接。

3. TCP 客户端的实现

接下来，我们实现一个简单的 TCP 客户端，与刚才创建的服务器进行通信。以下是客户端的代码示例：

import socket

def start_client(host='127.0.0.1', port=65432):
    # 创建一个 TCP/IP Socket
    client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 连接到服务器
    client_socket.connect((host, port))
    print(f"已连接到服务器 {host}:{port}")

    # 发送数据
    client_socket.sendall(b"你好，服务器！")

    # 接收响应
    data = client_socket.recv(1024)
    print(f"服务器响应: {data.decode()}")

    # 关闭 Socket
    client_socket.close()

if __name__ == "__main__":
    start_client()

代码解析：

1. 创建一个 TCP Socket。
2. 使用 connect() 方法连接到服务器。
3. 发送数据使用 sendall() 方法。
4. 接收服务器的响应，并输出到控制台。
5. 关闭 Socket。

4. 运行示例

在终端中首先运行服务器代码，之后再运行客户端代码。你将看到客户端成功连接到服务器，并且服务器接收到客户端发送的数据。

5. 结论

通过本文的介绍，你了解了如何在 Python 中使用 socket 模块进行基本的 Socket 编程。我们实现了一个简单的 TCP 服务器和客户端，这为网络编程的进一步学习打下了基础。后续可以通过扩展功能，支持并发客户端连接、数据处理等，来深入探索 Socket 编程的世界。