day8--socket网络编程进阶

Posted 2020-10-03 （野生程序员）

    socket：socket就是实现服务器和客户端数据的交换，服务器端接收并发送数据，客户端发送并接收数据，并且需要注意的是，在python3中，socket值接收字节。因为客户端在发送连接给服务器的时候，要转换为字节码；服务器端在返回给客户端的时候，也要转换为字节码。

    如下所示：

服务器端：

import socket,os
server = socket.socket()
server.bind(("localhost",9999))
server.listen()

while True:
    conn,addr = server.accept()
    print("new conn:",addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开！")
            break
        print("执行指令：",data)
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
        print("before send",len(cmd_res))
        if len(cmd_res) == 0:
            cmd_res = "cmd has no output....."
        conn.send(cmd_res.encode(‘utf-8‘))
        print("send done")

server.close()

    上面是服务器端，使用os.popen()实现数据的处理，不过只能处理字符串，因此需要decode()成字符串格式，然后发送的时候要转换为字节码，encode()。

客户端：

import socket
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",9999))

while True:
    cmd = input(">>：").strip()
    if len(cmd) == 0:
        continue
    client.send(cmd.encode(‘utf-8‘))
    ‘‘‘服务器端发送为空，客户端是卡主的‘‘‘
    cmd_res = client.recv(1024)

    print(cmd_res.decode())

client.close()

    首先启动服务器端，然后启动客户端，如下所示：

    服务器端发送数据：

>>：1
cmd has no output.....
>>：dir
build_server.py  get_ip.py       socket_server.py  客户端创建过程.py
class_method.py  lib           s_server.py         类的方法.py
class的方法.py     property属性.py   static_method.py  人类.py
error_handle.py  s_client.py       动态导入.py         上节内容
get_attr.py     socket_client.py  反射.py

>>：ls
build_server.py
class_method.py
class的方法.py
error_handle.py
get_attr.py
get_ip.py
lib
property属性.py
s_client.py
socket_client.py
socket_server.py
s_server.py
static_method.py
动态导入.py
反射.py
客户端创建过程.py
类的方法.py
人类.py
上节内容

    客户端接收数据：

new conn: (‘127.0.0.1‘, 55324)
执行指令： b‘1‘
before send 0
send done
/bin/sh: 1: 1: not found
执行指令： b‘dir‘
before send 249
send done
执行指令： b‘ls‘
before send 219
send done

    当客户端卡顿的时候，说明服务器端是没有数据发送过来的，因为客户端不能接收空的数据，服务器端也不能接收空的数据。这样就会造成卡顿的情况。

    在接收的时候，会有一个缓存，缓存不满的时候，是不会发送数据的，客户端就接收不到数据。

    由于缓存的存在，客户端接收数据有时候接收不完整，如何避免呢？要求服务器告诉客户端数据的大小，客户端根据数据的大小来接收数据。

    收发一样大，告诉客户端接收数据的大小，如下：

服务器端：

import socket,os,time
server = socket.socket()
server.bind(("localhost",9998))
server.listen()

while True:
    conn,addr = server.accept()
    print("new conn:",addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开！")
            break
        print("执行指令：",data)
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
        print("before send",len(cmd_res))
        if len(cmd_res) == 0:
            cmd_res = "cmd has no output....."
        conn.send(str(len(cmd_res)).encode(‘utf-8‘))     #先发送数据的大小给客户端 第一个send()发送数据
        time.sleep(1)    #连续发送数据会造成粘包现象，因此要有区分，不然容易粘包，这里让程序休眠一秒，先另外一个接收执行
        conn.send(cmd_res.encode(‘utf-8‘))     #第二个send()发送数据
        print("send done")

server.close()

    在服务器端上，我们计算了发送给客户端的数据大小，先把数据的大小告知客户端，接收多大的数据，然后在发送真正的数据给客户端。在数据发送的时候，要防止粘包，因为send()两次同时发送，造成粘包的情况，因此让程序休眠一秒，time.sleep(1)，让客户端先接收数据，过了一秒重新接收数据，这样就不会粘包。

    粘包情况如下；

 

>>：1
命令结果大小： b‘22cmd has no output.....‘
Traceback (most recent call last):
  File "/home/zhuzhu/第七天/s_client.py", line 15, in <module>
    while received_size < int(cmd_res_size.decode()):
ValueError: invalid literal for int() with base 10: ‘22cmd has no output.....‘

 

    客户端发送数据的时候，服务器返回的时候，由于两个send()同时发送数据造成粘包的情况，会出现错误。两条数据发送的时候连接到一起，造成粘包。两次数据发送链接到一起，为什么造成粘包，是因为程序执行的太快，客户端接收数据很快，速度赶在下一次发送之前。

 

客户端：

import socket
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",9998))

while True:
    cmd = input(">>：").strip()
    if len(cmd) == 0:
        continue
    client.send(cmd.encode(‘utf-8‘))
    ‘‘‘服务器端发送为空，客户端是卡主的‘‘‘
    cmd_res_size = client.recv(1024)     #接收命令结果的长度（服务器发送的）
    print("命令结果大小：",cmd_res_size)

    received_size = 0
    while received_size < int(cmd_res_size.decode()):
        data = client.recv(1024)
        received_size += len(data)    #每次收到的有可能小于1024，所以必须用len()判断
        print(data.decode())
        print(received_size)
    else:
        print("cmd res receive done......",received_size)

    # cmd_res = client.recv(1024)
    #
    # print(cmd_res.decode())

client.close()

    在客户端中，我们先接收服务器发来的数据的大小，然后开始接收数据，当数据长度小于接收长度时，继续接收，一直等到没有数据接收为止。

    在客户端中，接收的数据不一定等于规定的长度。并且要统一格式，我们知道，汉字和英文的长度是不一致的，汉字是由3个字节组成，而因为是由两个字节组成的。

    首先启动客户端，然后启动服务器端，如下：

客户端发送数据：
>>：1
命令结果大小： b‘22‘
cmd has no output.....
22
cmd res receive done...... 22
>>：ls
命令结果大小： b‘275‘
build_server.py
class_method.py
class的方法.py
error_handle.py
get_attr.py
get_ip.py
lib
property属性.py
s_client.py
socket_client.py
socket_server.py
s_server.py
static_method.py
动态导入.py
反射.py
客户端创建过程.py
类的方法.py
人类.py
上节内容

275
cmd res receive done...... 275
>>：dir
命令结果大小： b‘305‘
build_server.py  get_ip.py       socket_server.py  客户端创建过程.py
class_method.py  lib           s_server.py         类的方法.py
class的方法.py     property属性.py   static_method.py  人类.py
error_handle.py  s_client.py       动态导入.py         上节内容
get_attr.py     socket_client.py  反射.py

305
cmd res receive done...... 305

    从接收数据可以看出，如果有中文的话，接收数据的长度是不一致的，就是由于中文的字节是3个，因此都要转换为统一格式，现在调整服务器端，让服务器发送数据的长度的时候也是按照字节的形式发送长度，如下：

import socket,os,time
server = socket.socket()
server.bind(("localhost",9998))
server.listen()

while True:
    conn,addr = server.accept()
    print("new conn:",addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开！")
            break
        print("执行指令：",data)
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
        print("before send",len(cmd_res))
        if len(cmd_res) == 0:
            cmd_res = "cmd has no output....."
        conn.send(str(len(cmd_res.encode(‘utf-8‘))).encode(‘utf-8‘))     #先发送数据的大小给客户端
        time.sleep(1)    #连续发送数据会造成粘包现象，因此要有区分，不然容易粘包，这里让程序休眠一秒，先另外一个接收执行
        conn.send(cmd_res.encode(‘utf-8‘))
        print("send done")

server.close()

    重新启动服务器，启动客户端发送数据，如下：

客户端输入指令：
>>：1
命令结果大小： b‘22‘
cmd has no output.....
22
cmd res receive done...... 22
>>：ls
命令结果大小： b‘275‘
build_server.py
class_method.py
class的方法.py
error_handle.py
get_attr.py
get_ip.py
lib
property属性.py
s_client.py
socket_client.py
socket_server.py
s_server.py
static_method.py
动态导入.py
反射.py
客户端创建过程.py
类的方法.py
人类.py
上节内容

275
cmd res receive done...... 275
>>：dir
命令结果大小： b‘305‘
build_server.py  get_ip.py       socket_server.py  客户端创建过程.py
class_method.py  lib           s_server.py         类的方法.py
class的方法.py     property属性.py   static_method.py  人类.py
error_handle.py  s_client.py       动态导入.py         上节内容
get_attr.py     socket_client.py  反射.py

305
cmd res receive done...... 305

    从上面可以看出，当调整服务器端发送长度的方式之后，接收数据的长度和服务器告知客户端的长度是一致的。因此，在接收和发送数据的时候要以字节码方式统一计算长度，格式统一很重要，在socket中，计算长度统一格式为：字节码，发送和接收数据都是以字节码的形式操作。

    socket网络编程，其实就是收发数据，只能收发字节的形式，要统一字节格式，要进行及时传唤，要告知客户端数据的大小。然后接收的时候，按照大小来接收。接收完成之后在继续进行执行程序。

    粘包：两次发送数据粘到一起。

    如何解决粘包：

　　（1）sleep()，停留一秒，time.sleep(0.5)；

服务器端：

 

import socket,os,time
server = socket.socket()
server.bind(("localhost",9999))
server.listen()

while True:
    conn,addr = server.accept()
    print("new conn:",addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开！")
            break
        print("执行指令：",data)
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
        print("before send",len(cmd_res))
        if len(cmd_res) == 0:
            cmd_res = "cmd has no output....."
        conn.send(str(len(cmd_res.encode(‘utf-8‘))).encode(‘utf-8‘))     #先发送数据的大小给客户端
        time.sleep(1)    #连续发送数据会造成粘包现象，因此要有区分，不然容易粘包，这里让程序休眠一秒，先另外一个接收执行
        conn.send(cmd_res.encode(‘utf-8‘))
        print("send done")

server.close()

 

    服务器两次发送数据的时间有间隔，这样就能避免数据发送粘包的情况。不过使用sleep()太low了。

    （2）第一次发送之后，接收数据，接收客户端发来的第一次数据发送接收成功的消息，进行第二次发送，这样就能隔断数据的发送

服务器端：

import socket,os,time
server = socket.socket()
server.bind(("localhost",9998))
server.listen()

while True:
    conn,addr = server.accept()
    print("new conn:",addr)
    while True:
        data = conn.recv(1024)
        if not data:
            print("客户端已断开！")
            break
        print("执行指令：",data)
        cmd_res = os.popen(data.decode()).read()
        print("before send",len(cmd_res))
        if len(cmd_res) == 0:
            cmd_res = "cmd has no output....."
        conn.send(str(len(cmd_res.encode(‘utf-8‘))).encode(‘utf-8‘))     #先发送数据的大小给客户端
        # time.sleep(1)    #连续发送数据会造成粘包现象，因此要有区分，不然容易粘包，这里让程序休眠一秒，先另外一个接收执行
        clicent_ack = conn.recv(1024)     #等待接收数据,让下面的发送send()暂时不执行，要收到客户端的数据大小进行响应。wait to confirm
        print("ack from client:",clicent_ack)
        conn.send(cmd_res.encode(‘utf-8‘))
        print("send done")

server.close()

    服务器端，要想防止粘包，则在两次发送数据直接增加一个第一次发送数据成功的确认，即接收成功发送数据的指令，如上面所示，conn.recv()其实也没有什么功能，就是隔断第二次发送的执行时间，让第二次发送数据在第一次执行完成之后再进行执行；

客户端：

import socket
client = socket.socket()
client.connect(("localhost",9998))

while True:
    cmd = input(">>：").strip()
    if len(cmd) == 0:
        continue
    client.send(cmd.encode(‘utf-8‘))
    ‘‘‘服务器端发送为空，客户端是卡主的‘‘‘
    cmd_res_size = client.recv(1024)     #接收命令结果的长度（服务器发送的）
    print("命令结果大小：",cmd_res_size)
    client.send("准备好接收了，loser，可以发了".encode(‘utf-8‘))

    received_size = 0
    while received_size < int(cmd_res_size.decode()):
        data = client.recv(1024)
        received_size += len(data)    #每次收到的有可能小于1024，所以必须用len()判断
        print(data.decode())
        print(received_size)
    else:
        print("cmd res receive done......",received_size)

    # cmd_res = client.recv(1024)
    #
    # print(cmd_res.decode())

client.close()

    客户端上，数据接收完成之后，发送一条指令，即让服务器接着发送第二条指令。第一条指令是发送数据的大小，第二条指令是发送数据；

    上面就解决了粘包的情况。

 

    其实，socket在发送和就是数据的时候都是同步的，要想隔断，只能进行成功验证，先隔断不让后面send()执行，只有第一次发送成功之后，并且通过验证，再来进行第二次执行。