23. Python脚本学习笔记二十三网络编程

23. Python脚本学习笔记二十三网络编程

本篇名言：“相处时需要包容，相恋时需要真心，争吵时沟通，孤独时需要人陪，难过时需要安慰，生气时需要冷静，快乐时需要分享。”

                  Python是一个很强大的网络编程工具，因为其内有很多常见网络协议的库，在库顶部可以获得抽象层。让我们可以集中精力在程序的逻辑处理上，而不是停留在网络实现的细节中。

1.  网络设计模块

1.1      Socket模块

网络编程中的一个基本组件就是套接字（socket）.套接字包括两个：服务器套接字和客户机套接字。

一个套接字就是一个socket模块中的socket类的实例。实例化需要3个参数，第一个参数是地址族，第二个参数是流或数据报套接字，第三个参数是使用的协议。服务器套接字使用bind方法后，再调用listen方法去监听这个给定的地址。客户端套接字使用connect方法连接到服务器。

套接字有两个方法：send和recv。

看个实例：

服务器端：

import socket

s =socket.socket()

host =socket.gethostname()

port = 1234

s.bind((host,port))

s.listen(5)

while True:

    c, addr = s.accept()

    print 'Got connection from', addr

    c.send('Thank you for connecting')

    c.close()

 

 

客户机端：

importsocket

s = socket.socket()

host = socket.gethostname()

port = 1234

s.connect((host, port))

print s.recv(1024)

 

1.2      urllib和urllib2模块

在能使用的各种网络工作库中，功能最强大的是urllib和urllib2。这个模块能通过网络访问文件。两个模块差不读哦，不过urllib2更好一些。

通过如下2行代码，

from urllib import urlopen

webpage=urlopen('http://www.python.org')

可以获得网页的类文件对象。

使用如下代码

from urllib import urlopen, urlretrieve

urlretrieve('http://www.python.org','python_webpage.html')

将Pytohn主页保存到python_webapage.html文件中。

 

2.  SocketServer

SocketServer模块是标准库中很多服务器框架的基础，这些服务器框架包括BaseHTTPServer,SimpleHTTPServer,CGIHTTPServer, SimpleXMLRPCServer和 DocXMLRPCServer等。

2.1      通过SocketServer框架

通过SocketServer来实现刚才的Socket，如下：

fromSocketServerimport TCPServer,StreamRequestHandler

classHandler(StreamRequestHandler):

   defhandle(self):

        addr = self.request.getpeername()

        print'Got connection from', addr

        self.wfile.write('Thank you for connecting')

server = TCPServer(('',1234), Handler)

server.serve_forever()

这里多了一个请求处理程序Handler,每当客户端有一个请求时，就会实例化一个请求处理程序，并且各种处理方法会在处理请求时被调用。

 

3.  多连接

之前我们描述的都是一次连接一个客户机并处理请求。如何实现同时处理多个连接呢？

可以采用3种主要的方法：分叉（forking），线程(threading)以及异步IO(asynchronous I/O)。不过有几个缺点：1、分叉占据资源，2、线程处理能导致同步问题。

异步IO可以使用select函数来实现，在UNIX下也可以使用poll函数，poll函数的伸缩性更好，不过只能在UNIX系统中使用。

Select函数实现服务端如下：

import socket, select

 

s = socket.socket()

 

host = socket.gethostname()

port = 1234

s.bind((host, port))

 

s.listen(5)

inputs = [s]

while True:

    rs,ws, es = select.select(inputs, [], [])

    for rin rs:

        ifr is s:

           c, addr = s.accept()

           print 'Got connection from', addr

           inputs.append(c)

       else:

           try:

               data = r.recv(1024)

               disconnected = not data

           except socket.error:

               disconnected = True

 

           if disconnected:

               print r.getpeername(), 'disconnected'

               inputs.remove(r)

           else:

                print data

4.  Twisted

Twisted是一个事件驱动的Python网络框架，原来是为网络游戏开发的，现在被所有类型的网络软件使用了。

4.1      下载

https://twistedmatrix.com/trac/

从这个连接中进行下载并安装，即可。

再下载 zope.interface

https://pypi.python.org/pypi/zope.interface#downloads

将zope.interface-3.8.0-py2.7-win32.egg放到 C:\Python27\Scripts目录下。

在命令行中运行：

C:\>cd Python27\Scripts
C:\Python27\Scripts>easy_install.exe zope.interface-3.8.0-py2.7-win32.egg

4.2      编写Twisted服务器

在SocketServer的服务器有一个隐式的循环，在循环中服务器查找连接并为每个连接创建一个处理程序。

使用Twisted的简单服务器如下：

fromtwisted.internetimportreactor

fromtwisted.internet.protocolimportProtocol, Factory

 

classSimpleLogger(Protocol):

 

   defconnectionMade(self):

        print'Got connection from',self.transport.client

 

   defconnectionLost(self,reason):

        printself.transport.client, 'disconnected'

 

   defdataReceived(self,data):

        print data

 

factory = Factory()

factory.protocol = SimpleLogger

 

reactor.listenTCP(1234, factory)

reactor.run()

执行两个客户端并终端后输出如下：

Gotconnection from ('192.168.1.3', 51942)

Gotconnection from ('192.168.1.3', 51961)

('192.168.1.3',51961) disconnected

('192.168.1.3',51942) disconnected

这里必须实例化factory，还要设置它的protocol属性，这样在和客户机通信时就知道使用什么协议。然后在给定的端口处使用工厂进行监听，这个工厂要通过实例化协议对象来准备处理连接。使用reactor中的listenTCP函数来监听，最后调用模块中的run函数启动服务器。