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2023年12月22日发(作者：函数已有主体是什么意思)
Python中的Socket编程入门
1.引言
Socket编程是指使用套接字(Socket)进行网络通信的编程方式。它是网络编程中非常重要的一部分，可以在不同的计算机之间进行数据交换和通信。Python是一门优秀的编程语言，具有易学易用、代码简洁等特点，而且有自己的Socket API，使得Python可以很方便地进行Socket编程。本文旨在介绍Python中的Socket编程的基础知识，包括Socket的基本概念、Socket编程的模式、Socket编程中的常用函数等内容。
2.基本概念
Socket是计算机间进行通信的点，通常用IP地址和端口号来唯一标识一个Socket。IP地址是计算机在网络中的标识，而端口号是计算机中正在运行的某个程序的唯一标识。双方进行通信必须指定自己的IP地址和端口号，并指定对方的IP地址和端口号。
在Python中，Socket是通过socket模块实现的。socket模块中定义的函数可以用来创建、链接和关闭Socket，也可以用来发送和接收数据。下面是Python中常用的Socket函数：
(1) socket(address_family, socket_type[, protocol])：创建一个新的Socket对象并返回其套接字描述符。
(2) bind(address)：将Socket对象绑定到指定的地址上。
(3) listen(backlog)：将Socket对象转换为被动套接字，使其可以接受客户端的连接。
(4) accept()：接受客户端的连接请求，返回一个新的Socket对象和客户端的地址（地址是一个元组）。
(5) connect(address)：连接到一个远程Socket。
(6) send(bytes)：发送数据。
(7) recv(bufsize)：接收数据。
(8) close()：关闭Socket对象。
3. Socket编程的模式
Socket编程有两种模式：客户端-服务端模式和广播模式。
（1）客户端-服务端模式
客户端-服务端模式是最常用的Socket编程模式。其中，一个Socket作为服务端，另一个Socket作为客户端，客户端向服务器发送请求，服务器接收请求并处理，最终返回结果给客户端。这种模式下，服务器与客户端一般是一对一的关系。
下图展示了客户端-服务端模式的基本流程。
（2）广播模式
广播模式是一种多对多的Socket编程模式。在广播模式中，一个进程可以向多个进程发送数据，而不需要知道每个进程的IP地址和端口号。所有进程都可以在相同的端口上接收数据，并且数据传输是双向的。这种模式下，一个进程可以同时接收和发送数据。
下图展示了广播模式的基本流程。
4. Socket编程中的常用函数
（1）创建Socket
在Python中，可以使用socket()函数来创建一个Socket对象。该函数的格式如下：
s = (family, type, protocol)
其中，family表示地址族，可以是AF_INET（使用IPv4地址），AF_INET6（使用IPv6地址）或AF_UNIX（使用本地主机进程间通信）；type表示套接字类型，可以是SOCK_STREAM（代表TCP协议），或SOCK_DGRAM（代表UDP协议）；protocol表示协议，通常为0，如果在一个特定的地址族中有多个协议则必须指定。
例如，如果要创建一个TCP协议的Socket对象，可以使用以下代码：
s = (_INET, _STREAM)
该代码将创建一个IPv4地址族的TCP Socket对象。
（2）绑定Socket
在Python中，可以使用bind()函数来将Socket对象绑定到一个特定的地址和端口上。该函数的格式如下：
(address)
其中，address是一个元组，包含两个值，第一个表示IP地址，第二个表示端口号。例如：
(('192.168.1.100', 8888))
以上代码将绑定一个IP地址为192.168.1.100，端口号为8888的Socket对象。
（3）监听连接
在Python中，可以使用listen()函数将Socket对象转换为passive socket（被动连接），使其能够接受客户端的连接。函数格式如下：
(backlog)
其中，backlog表示在将被动套接字转换为主动套接字之前，可以排队的最大连接数。实际上，backlog指定了接受连接的缓存区的大小。通常情况下，backlog的大小不会超过128。
（4）接受连接
在Python中，可以使用accept()函数接受客户端的连接。函数格式如下：
client_socket, client_address = ()
其中，client_socket是一个新的Socket对象，用来接收客户端的数据，client_address是客户端的地址。accept()函数会一直等待，直到有客户端连接到服务器。
（5）发送数据
在Python中，可以使用send()函数向某个Socket发送数据。函数格式如下：
(data)
其中，data是要发送的数据，它可以是一个字符串或二进制数据。例如，要向客户端发送一条消息，可以使用以下代码：
client_("Hello, client!".encode())
该代码将发送一条字符串"Hello, client!"给客户端。
（6）接收数据
在Python中，可以使用recv()函数从某个Socket中接收数据。函数格式如下：
(bufsize)
其中，bufsize是通过recv()函数一次可以接收的最大数据量。该函数会阻塞，直到有数据到达为止，然后将数据读取到缓冲区中并返回给调用者。
例如，要从客户端接收一条消息，可以使用以下代码：
data = client_(1024)
该代码将从客户端Socket中接收最多1024字节的数据，并将数据存储到变量data中。
（7）关闭Socket
在Python中，可以使用close()函数关闭Socket对象。函数格式如下：
()
调用该函数可以释放该Socket对象占用的资源。
5.结论
Socket编程是一项非常重要的网络编程技能，掌握Socket编程可以使我们实现网络通信和数据交换。Python提供了非常简洁易用的Socket API，可以很方便地实现Socket编程。在本文中，我们介绍了Socket的基本概念、Socket编程的模式、Socket编程中常用的函数等内容，希望对初学者有所帮助。当然，Socket编程只是网络编程中的一个方面，在实际应用中还需要结合其他技术来实现网络通信和数据交换。
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