1 Python 高級網絡操作 - Python Advanced Network Operations 2 3 Half Open Socket, 4 一個單向的 socket 被稱為 half open socket, 即數據只能在一個方向上傳輸. 5 Half Open Socket 是通過在 socket 對象上調用 shutdown() 方法得到. 6 shutdown 接收一個 numeric 類型的參數, 7 0 - 表示調用之后禁止讀 8 1 - 表示調用之后禁止寫 9 2 - 表示調用之后禁止讀和寫 10 一旦關閉了某一個方向(讀/寫), socket 就不能再在該方向上被重新打開了. 11 shutdown()是累計的, 也就是調用 shutdown(0) 再調用 shutdown(1) 跟 12 直接調用一個 shutdown(2) 效果是一樣的. 13 14 Half Open Socket 通常被應用在一下兒 3 種情形中, 15 1, 想要確保所有寫好的數據都已經被傳送出去. 16 調用 shutdown()的時候, 只有在緩存里面的數據都被成功發出去后方法才會有返回. 17 2, 用來 debug, 捕獲潛在的異常/錯誤. 18 Half Open Socket 是捕獲試圖寫一個不可寫的 socket, 或者讀一個不可讀 19 的 socket 的異常的好方法. 20 3, 在程序是用了 fork() 或 多線程的時候, 用來防止其他進程/線程的某些操作. 21 22 socket 超時 - socket timeout 23 settimeout(seconds) 24 對一個 socket 對象調用 settimeout(secs) 方法后, 如果經過在 sces 秒之內什么都 25 沒有發生(讀/寫), 則會產生一個 socket.timeout 異常, 鏈接機會斷開, 26 例子, 27 ... ... 28 sock, addr = S.accept() 29 sock.settimeout(9) 30 ... ... 31 32 結束標識, 33 通過 socket 傳輸不確定長度的字符串的會遇到一個問題 - 不知道什么時候數據發送結束. 34 通常,有兩種方法可以解決這個問題, 35 1, 通過指定字符串結束標識符(尾) 36 這個標識符通常是一個 NULL 字符(python - '\0') 或 newline 字符(python - '\n') 37 需要注意的問題是需要保證設定的結束符在所傳輸的內容中的'唯一'性. 38 2, 通過指定字符串長度指示符(首) 39 先發發送一個數字用來表示數據的長度, 接受方會根據這個數字長度的數據. 40 在網絡上發送整形數據的時候,通常有一下兒兩種選擇, 41 a, 發送 ASCII 碼(接收方收到后需要解碼) 42 b, 直接發送 二進制 數, 一般位長是 16 或 32 位. 43 為了解決不同平臺的二進制數據的編碼方法不同的問題, 一種標準的二進制數據 44 表示法 - 網絡字節順序( Network Byte Order )被采納. 在發送一個二進制數之前, 45 該二進制數被轉換成 Network Byte Order; 接收方收到后, 在使用該數據之前做 46 '反向轉換'. 47 48 廣播數據, 49 廣播數據不能用 TCP 實現, 他多數是用 UDP 來實現的. 50 當接受方收到一個廣播信息后, 系統內核會檢查目的地的端口號信息. 如果系統上有一個在 listen 監聽該端口 51 號的進程,則信息會被發送給該進程, 否者信息會被忽略掉. 52 例子, 53 發送方, 54 import socket 55 S = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # UDP 56 S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1) # 廣播 broadcast 57 S.sendto("Hi there!",('<broadcast>', 12345)) # host = '<broadcast>' 58 59 while 1: 60 try: 61 data, addr = S.recvfrom(1024) 62 print("%s is connecting" % clientsocket.getpeername()) 63 except (KeyboardInterrupt,SystemExit) as e: 64 print(e) 65 raise 66 if not len(data): 67 break 68 print("Received message : %s from : %s",(data, addr)) 69 70 接受方, 71 import socket 72 73 S = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # UDP 74 S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1) # 鏈接關閉后,端口立即可用 75 S.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_BROADCAST, 1) # 廣播 broadcast 76 S.bind(('', 12345)) 77 78 while 1: 79 try: 80 mes, addr = S.recvfrom(8192) 81 print("Got message : %s from : %s" % (mes, addr)) 82 S.sendto("ACK", addr) # 回復不是廣播 83 except (KeyboardInterrupt, SystemExit) as e: 84 print(e) 85 raise 86 87 通過 poll() 或 select() 實現事件通知, 88 通常, socket 上的 I/O 是阻塞的, 當一個操作(讀/寫)未結束,程序會阻塞. 89 在 nonblocking 模式中, 如果在沒有完全準備好的 socket 對象調用 send() 或 recv() 方法 90 會觸發 socket.error 異常. 在這種情況下, 就需要在調用 recv() 之前檢查一下兒, socket 上 91 是不是有可以接受的 data. select() 和 poll() 就是滿足檢查需求的兩個標準工具. 他們可以使 92 系統在某個 socket 上有事件發生的時候通知程序發生了什么, 從而在程序中進行有針對性的操作. 93 select() 接口是早起被普遍使用的, 但是在需要同時觀察多個 socket 的事件的時候, 會變得很慢. 94 Windows 系統不支持 poll(), 必須使用 select(). 95 96 例子, 97 poll() 98 import socket, select 99 try: 100 S = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 101 except socket.error as e: 102 print("Error at creating socket : %s" % e) 103 104 try: 105 s.connect(("www.zzyzz.top", 80)) 106 except socket.gaierror as e: 107 print("Address related error : %s" % e) 108 except socket.error as e: 109 print("Connection error : %s" % e) 110 P = select.poll() 111 P.register(S.fileno(), select.POLLIN | select.POLLERR | select.POLLHUP) 112 # POLLIN 普通或優先級帶數據可讀 113 # POLLERR 發生錯誤 114 # POLLHUP 對方描述符掛起 115 # POLLRDNORM 普通數據可讀 116 # POLLRDBAND 優先級帶數據可讀 117 # POLLPRI 高優先級數據可讀 118 # POLLOUT 普通數據可寫 119 # POLLWRNORM 普通數據可寫 120 # POLLWRBAND 優先級帶數據可寫 121 # POLLNVAL 描述字不是一個打開的文件 122 123 while 1: 124 res = P.poll(100) # poll 間隔 100 毫秒 125 if len(res): 126 if res[0][1] == select.POLLIN: 127 data = S.recv(1024) 128 if not len(data): 129 print("Connection closed") 130 break 131 print("Received data : %s" % data) 132 else: 133 print("Errors occurred") 134 break 135 136 select() 來解決 I/O 阻塞 137 select(rlist, wlist, elist[, timeout]) 138 rlist - '讀' 的文件對象列表 139 wlist - '寫' 的文件對象列表 140 elist - '錯誤' 的文件對象列表 141 timeout - 可選參數, 接收浮點類型, 指明超時的時間(秒) 142 143 select() 方法的調用返回 3 個tuple, 每一個 tuple 都是一個對象列表, 順序對應參數順序. 144 145 import socket, select 146 try: 147 S = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 148 except socket.error as e: 149 print("Error at creating socket : %s" % e) 150 151 try: 152 s.connect(("www.zzyzz.top", 80)) 153 except socket.gaierror as e: 154 print("Address related error : %s" % e) 155 except socket.error as e: 156 print("Connection error : %s" % e) 157 158 while 1: 159 infds, outfds, errfds = select.select([S],[],[S],0.05) 160 if len(infds): 161 data = S.recv(1024) 162 if not len(data): 163 print("Connection closed") 164 break 165 print("Received data : %s" % data) 166 if len(errfds): 167 print("Errors occurred") 168 break

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總結

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