Python Socket - 技术栈

1. 服务端

想象现在是两个人通话所需要的步骤为：

步骤	Socket 动作 (函数)	电话场景描述
第一步	`socket()`	买手机：你得先有一台能通话的设备。
第二步	`bind()`	插手机卡：给这台手机绑定一个具体的电话号码（IP 和端口）。
第三步	`listen()`	开机待机：确保手机有信号，坐等别人打进来。
第四步	`connect()`	拨号：客户端按下号码，呼叫服务端。
第五步	`accept()`	接听：听到铃响，按下接听键，通话链路建立。
第六步	`send() / recv()`	说话与听话：双方互相传递语音信息（字节数据）。
第七步	`close()`	挂断：聊完了，挂掉电话，释放线路。

1.1 socket(family, type , proto, fileno)

python 复制代码

def __init__(self, family=-1, type=-1, proto=-1, fileno=None):
    """
    socket 类的初始化方法
    :param family: 地址族 (Address Family)
    :param type: 套接字类型 (Socket Type)
    :param proto: 协议号 (Protocol Number)
    :param fileno: 文件描述符 (通常为 None，除非要封装一个现有的连接)
    """
    # 如果没有提供现有的文件描述符，则按照默认参数初始化
    if fileno is None:
        # 1. 确定【地址族】
        # 如果没有指定，默认使用 AF_INET (IPv4 网络通信)
        if family == -1:
            family = AF_INET  
            # AF_INET: 表示使用的是 IPv4 地址（如 127.0.0.1）
            # AF_UNIX: 表示本机进程间通信（像是在同一台电脑的文件系统内交流）

        # 2. 确定【传输类型】
        # 如果没有指定，默认使用 SOCK_STREAM (面向连接的流式传输)
        if type == -1:
            type = SOCK_STREAM  
            # SOCK_STREAM: 对应 TCP 协议（可靠、像打电话、有序）
            # SOCK_DGRAM:  对应 UDP 协议（不可靠、像发短信、速度快）

        # 3. 确定【协议】
        # 0 表示根据 family 和 type 自动选择合适的协议（通常就是这样）
        if proto == -1:
            proto = 0

    # 4. 调用底层 C 语言编写的 _socket 接口完成真正的创建工作
    _socket.socket.__init__(self, family, type, proto, fileno)

    # 5. 内部状态初始化
    self._io_refs = 0     # 引用计数：记录有多少个地方在使用这个 socket
    self._closed = False  # 状态位：标记这个"电话"是否已经挂断

1.2 bind(tuple)

为这个服务器指定运行时的IP地址和端口，tuple有两个元素，一个是ip地址，一个是端口号

1.3 listen()

服务器进入监听状态，此时可以接收客服端发起的请求

1.4 accept()

当有客户端发起请求时触发，会返回一个元组，第一个元素是新的连接对象，通过这个连接对象和对应的客户端通信；第二个元素是客户端的IP地址。

1.5 rece()和send()

发/收客户端发送的数据，都是二进制类型，因此需要encode和decode

1.6 close()

传输完毕，释放连接

1.7 完整服务端代码

python 复制代码

import socket

# 1. 【买手机】
# 创建一个 Socket 对象。
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 

# 2. 【办卡/定号码】
# 告诉操作系统：我要占用这个 IP 和 端口。
# 注意：参数是一个元组 (ip, port)
addr = '127.0.0.1' # 对方拨打的"区号"
port = 9999        # 对方拨打的"分机号"
server.bind((addr, port))

# 3. 【开启监听】
# 5 表示"等候室"的大小：如果同时有很多人打来，最多允许 5 个人排队。
server.listen(5)
print("手机已开机，信号满格，等待来电...")

# 4. 【有客户端连接】
# conn: 建立的具体通话链路（专门负责跟这一个人聊天）
# addr: 对方的手机号信息（客户端的 IP 和 端口）
conn, client_addr = server.accept()
print(f"电话接通了！对方的号码是: {client_addr}")

# 5. 【发送和接收】
# 接收消息 (recv)：听对方说话，最多听 1024 字节。
data_from_client = conn.recv(1024)
print(f"对方说: {data_from_client.decode('utf-8')}")

# 发送消息 (send)：对对方说话。
# 注意：网络传输必须是字节码，所以要用 .encode() 编码。
data_to_client = '收到了，信号很好！'
conn.send(data_to_client.encode('utf-8'))

# 6. 【挂断电话】
# 结束这次通话，释放这条线路。
conn.close()

# 7. 【关机】
# 彻底关闭服务端（通常生产环境下服务端是不关机的）。
server.close()

2. 客户端

步骤	Socket 动作 (函数)	电话场景描述
第一步	`socket()`	买手机：准备好通讯设备，并确认大家用同样的通讯协议（如 IPv4 和 TCP）。
第二步	`connect()`	拨号：输入对方的"电话号码"（IP 和端口），主动发起呼叫。
第三步	`send() / recv()`	说话与听话：对方接听后，开始互相传递信息（注意要转换成字节数据）。
第四步	`close()`	挂断：聊完了，主动挂断电话，释放自己的线路资源。

2.1 socket()

和服务端一致，需要确保参数一致

2.2 conect()

像服务器申请连接，如果此时服务器未启动会报错

2.3 send()和recv()

和服务端一致

2.4 close()

和服务端一致

2.5 完整客户端代码

python 复制代码

import socket

# 1. 【买手机】
# 创建一个 Socket 对象。
# 必须和服务端约定好：大家都要用 IPv4 (AF_INET) 和 TCP (SOCK_STREAM)
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 2. 【拨号】
# 这里的 IP 和 端口 必须是服务端正在"监听"的那个号码。
server_addr = '127.0.0.1'
server_port = 9999
# 注意：connect 同样接收一个元组
client.connect((server_addr, server_port))
print("连接服务器成功！开始通话...")

# 3. 【说话与听话】
# 发送消息 (send)：先主动开口说话
msg = "你好，我是客户端，听到请回答！"
client.send(msg.encode('utf-8'))

# 接收消息 (recv)：等对方回复
# 同样最多接收 1024 字节
data_from_server = client.recv(1024)
print(f"服务器回复了: {data_from_server.decode('utf-8')}")

# 4. 【挂断电话】
# 聊完之后，主动挂断连接
client.close()
print("通话结束，已挂断。")