最基礎的Python的socket編程入門教程

本文介紹使用Python進行Socket網絡編程，假設讀者已經具備了基本的網絡編程知識和Python的基本語法知識，本文中的代碼如果沒有說明則都是運行在Python 3.4下。

Python的socket功能封裝在socket庫中，要使用socket，記得先import socket，socket庫的詳細介紹參見官方文檔。
創建Socket
首先創建一個socket，使用socket庫中得socket函數創建。    
import socket    
# create an INET, STREAM socket
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

例子中創建了一個TCP socket，socket.socket函數的前兩個參數的默認值是socket.AF_INET和socket.SOCK_STREAM，創建TCP socket時可以直接寫成socket.socket()。
連接服務器

使用socket的connect函數連接到服務器，以下幾種參數都是合法的。    
s.connect(('localhost', 8000))
s.connect(('127.0.0.1', 8000))
s.connect(('www.baidu.com', 80))

發送數據

發送數據有兩個方法send和sendall，send不能保證所有的數據都發送完了，它會返回已發送數據的長度，程序要循環發送數據直到所有數據都已發送完畢。    
def mysend(s, msg):
  total_len = len(msg)
  total_sent = 0
  while total_sent < total_len:
    sent = s.send(msg[total_sent:])
    if sent == 0:
      raise RuntimeError("socket connection broken")
    total_sent += sent

sendall能夠保證所有的數據都已發送完畢，除非發送過程中出現了錯誤，它實際上也是循環發送數據直到所有數據發送完成。

這里還要講一個需要特別注意的地方，從一個例子開始吧：
    
import socket
s = socket.socket()
s.connect(('www.baidu.com', 80))
s.sendall('test')

都是上面講過的東西，沒什么特別的，分別在Python 2和Python 3中執行以上的代碼，結果是：    
# Python 2.7
>>> import socket
>>> s = socket.socket()
>>> s.connect(('www.baidu.com', 80))
>>> s.sendall('test')

Python 2中執行成功。    
# Python 3.4
>>> import socket
>>> s = socket.socket()
>>> s.connect(('www.baidu.com', 80))
>>> s.sendall('test')
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'str' does not support the buffer interface

Python 3中卻發生了異常。

同樣的代碼換個環境卻不能執行了，我沒有寫錯呀，怒砸電腦。好吧，你確實沒寫錯，是環境變了，導致這個結果的變化請移步官方的說明。
接收數據

使用recv函數接收數據：
    
data = s.recv(4096)

在Python 3中返回的是bytes對象，在Python 2中返回的是string。注意函數返回的數據長度是小于或者等于參數指定的長度的，要接收到指定長度的數據，需要循環接收數據。
    
def myreceive(s, msglen):
  chunks = []
  bytes_recd = 0
  while bytes_recd < msglen:
    chunk = s.recv(min(msglen - bytes_recd, 2048))
    if chunk == b'':
      raise RuntimeError("socket connection broken")
    chunks.append(chunk)
    bytes_recd = bytes_recd + len(chunk)
  return b''.join(chunks)

關閉連接

當連接不再需要時可以使用close關閉socket連接，關閉后的連接不能再進行任何操作。當一個socket被回收時會自動關閉，但是不要依賴這種機制，不需要socket時就主動的close。
服務端

服務端程序執行的步驟：
1. 創建服務端socket
1. 將服務端socket綁定到指定的地址和端口
1. 監聽連接
1. 接受客戶端連接
1. 處理客戶端的數據
1. 關閉客戶端連接

一個簡單的echo server示例：    
import socket
 
HOST = ''
PORT = 10022
 
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((HOST, PORT))
s.listen(10)
conn, addr = s.accept()
while True:
  data = conn.recv(1024)
  if not data:
    break
  conn.sendall(data)
conn.close()

客戶端程序：    
import socket
 
HOST = 'localhost'
PORT = 10022
 
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.connect((HOST, PORT))
s.sendall(b'hello socket')
data = s.recv(1024)
print('Received', repr(data))
s.close()

錯誤處理

socket處理過程中發生錯誤會拋出異常，socket相關的異常有：

    - socket.error
    - socket.herror
    - socket.gaierror
    - socket.timeout
    
import socket
 
HOST = None
PORT = 10022
 
try:
  s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
  s.bind((HOST, PORT))
  s.listen(10)
except: socket.error as msg:
  print(msg)