七.Pythonネットワークプログラミング

ネットワークプログラミング
Socketの紹介
Socketは、アプリケーション層がTCP/IPプロトコルファミリーと通信する中間ソフトウェア抽象層であり、インタフェースのセットである.設計モードでは、Socketは複雑なTCP/IPプロトコルファミリーをSocketインタフェースの後ろに隠し、ユーザーにとって簡単なインタフェースのセットがすべてであり、Socketにデータを組織させ、指定されたプロトコルに合致させる.
Socketは汎用的なネットワークプログラミングインターフェースであり,ネットワーク階層とは一対一の対応関係がない.
Pythonではsocketを提供しています.py標準ライブラリ、非常に下位のインタフェースライブラリ.プロトコルファミリー:AFはAddress Familyを表し、socket()の最初のパラメータに使用されます.
AF_INET IPV4AF_INET IPV6
Socketには2種類あります

SOCK_STREAMは接続されたストリームソケットに面している.TCPプロトコル

SOCK_DGRAM無接続データメッセージソケット、UDPプロトコル

TCPプログラミング
Socketプログラミングは、両端が必要で、一般的にはサービス側、クライアントが必要です.
TCPサービス側ステップ:1)Socketオブジェクトの作成2)IPアドレスAddressとポートPortをバインドします.Bind()メソッドポートに対応するプロセス3)はリスニングを開始し,指定されたIPポートでリスニングする.Listen()メソッド.4)データを転送するためのSocketオブジェクトsocketを取得する.accept()->(socket object,address info)acceptメソッドは、クライアントが接続を確立するのを待つのをブロックし、Socketオブジェクトとクライアントアドレスの2元グループを返します.アドレスはリモートクライアントのアドレスであり、IPV 4は二元グループ(clientaddr,port)5)受信データである:recv(bufsize[,flags])バッファを使用してデータ送信データを受信する:send(bytes)送信データ6)リソースを閉じる
例

import time
#TCP Server
sock = socket.socket() #  IPv4，TCP 
ip = '127.0.0.1'
port = 9999 #   
addr = (ip, port)
sock.bind(addr) #   IP   
sock.listen()  #  
conn, addrinfo = sock.accept() #    socket         ，    
data = conn.recv(1024) #     
print(data)
msg = '       {}'.format(data.decode())
conn.send(msg.encode()) #       
conn.close()
sock.close()

ソケットの一般的な方法
方法
説明
socket.recv(bufsize[, flags])
データの取得、デフォルトはブロック方式
socket.recvfrom(bufsize[, flags])
データを取得し、二元グループ(bytes,address)を返します.
socket.recv_into(buffer[, nbytes[, flags]])
nbytesデータを取得したらbufferに格納します.nbytesが指定または0を指定していない場合は、bufferサイズのデータをbufferに格納します.受信バイト数を返す
socket.recvfrom_into(buffer[, nbytes[, flags])
データを取得し、bufferに2元グループ(bytes,address)を返します.
socket.send(bytes[, flags)
TCP送信データ
socket.sendall(bytes[, flags)
TCPはすべてのデータを送信し、Noneに正常に戻ります.
s.sendto(string[,flags],address)
UDP送信データ
socket.sendfile(file, offset=0, count=None)
EOFまでファイルを送信し、高性能のosを使用します.sendfileメカニズムは、送信されたバイト数を返します.
socket.makefile(mode='r', buffering=None,* ,encoding=None, errors=None, newline=None)
ソケットに関連付けられたファイルオブジェクトを作成します.

makefile例

import threading
import socket
import logging
import time
logging.basicConfig(level=logging.INFO, format='%(thread)d %(threadName)s %(message)s')

#TCP Server
sock = socket.socket() #  IPV4 TCP
ip = '127.0.0.1'
port = 9999 #   
addr = (ip, port)
sock.bind(addr) #   IP   
sock.listen()  #  
conn, addrinfo = sock.accept() #    socket         ，    

f = conn.makefile(mode='rw')
line = f.read(10)
print(line)
f.write('Return your msg:{}'.format(line))
f.flush()
f.close()

UDPサービス:
TCPとほぼ同様である、具体的には以下の1)socketオブジェクトを作成する2)IPとport 3をバインド)送信データ受信データ:socket.recvfrom(bufsize[,flags])送信データ:socket.sendto(string,address)4)リソースUDPクライアントの解放:1)socketオブジェクトの作成2)送信データ:socket.sendto(string,address)あるアドレスに送信ある情報3)リソースを解放する
Socketserver
socketプログラミングはあまりにも下位なので、多くの言語がsocket下位APIをパッケージ化しています.Pythonのパッケージはsocketserverモジュールです.
SocketServerは、ネットワーク・サーバの作成をシンプル化します.4つの同期クラスTCPServer、UDPServer、UnixStreamServer、UnixDatagramServerの2つのMixinクラスForkingMixin、ThreadingMixinが非同期をサポートしています.class ForingUDPServer(ForkingMixin, UDPServer): Passclass ForingTCPServer(ForkingMixin, TCPServer): Passclass ThreadingUDPServer(ThreadingMixin, UDPServer): passclass ThreadingTCPServer(ThreadingMixin, TCPServer): pass
プログラミングインターフェース:

socketserver.BaseServer(server_address, RequestHandlerClass)

サーババインディングのアドレス情報と要求を処理するRequestHandlerClassクラスが必要です.

RequestHandlerClassクラスは、BaseRequestHandlerClassのサブクラスである必要があります

BaseRequestHandlerClass

ユーザ接続(socket接続)のユーザ要求処理クラスは、サーバインスタンスがユーザ要求を受信すると、最後にインスタンス化されます.初期化後、request、client_の3つの構造パラメータが送られます.address、serverは後でBaseRequestHandlerClassクラスのインスタンスで通過できます.self.requestはクライアントに接続するsocketオブジェクトselfである.serverはTCPServer自体のselfである.client_addressはクライアントアドレスです.3つの関数が一度に呼び出され、サブクラスが上書きされます.

BaseRequestHandlerClass： #        
    def setup(self): #        
        pass
    def handle(self): #       
        pass
    def finish(self): #       
        pass

例

import socketserver
import threading
#       
class MyHandler(socketserver.BaseRequestHandler):

    def setup(self):
        super().setup()
        # TODO
        self.event = threading.Event()

    def handle(self):
        super().handle()
        print(self.server, self.client_address, self.request)
        #   ，    ，         
        while not self.event.is_set():
            data = self.request.recv(1024).decode()
            msg = "Your msg={}".format(data)
            print(msg)
            self.request.send(msg.encode())
            if not data:
                break

    def finish(self):
        super().finish()


#            
ADDR = ('127.0.0.1', 9999)
server = socketserver.ThreadingTCPServer(ADDR, MyHandler)
server.serve_forever()

server.shutdown()
server.server_close()

まとめ:サーバを作成する手順1.要求処理クラスは、BaseRequestHandlerクラスをサブクラス化し、handle()メソッドを上書きすることによって作成され、このメソッドは、受信要求2を処理する.サーバクラスをインスタンス化し、サーバのアドレスとリクエストハンドラクラスを渡す必要があります.3.サーバオブジェクトを呼び出すhandle_request()またはserver_forever()メソッド4.呼び出しsocket_close()はソケットを閉じます.shutdown()メソッド停止待ちforever()メソッド