Python网络编程.docx
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Python网络编程
Python网络编程
Python置封装了很多常见的网络协议的库，因此Python成为了一个强大的网络编程工具，这里是对Python的网络方面编程的一个简单描述。
1.常用的网络设计模块
在标准库中有很多网络设计相关的模块，除了那些明确处理网络事务的模块外，还有很多模块也是是和网络相关的，下面是几个常用的网络设计模块：
1.1socket模块
socket 模块是网络编程中的基础组件。
socket主要的作用就是作为两个程序之间的“通信信道”，不同进程（不同主机）可以通过socket相互发送信息，以达到网络通信的目的。
socket包括两个部分：
服务端和客户端。
服务端监听端口号，等待客户端发送的消息；而客户端在需要发送信息是，连接服务端，将信息发送出去即可。
下面是一个简单的同步网络编程的简单示例：
#这是SocketServer部分：
importsocket
s=socket.socket（）
host=socket.gethostname（）
port=8088
s.bind（（host,port））
s.listen（5）
whileTrue:
c,addr=s.accept（）
print'Gotconnectionfrom',addr
c.send（'Thankyouforconnection'）
c.close（）
#这是SocketClient部分：
importsocket
s=socket.socket（）
host=socket.gethostname（）
port=8088
s.connect（（host,port））
prints.recv（1024）
运行时，请将对应的端口（这里是8088）添加到防火墙的InBound和OutBound的规则中。
1.2urllib和urllib2模块
urllib 和 urllib2 是Python标准库中最强的的网络工作库。
通过这两个库所提供的上层接口，使我们可以像读取本地文件一样读取网络上的文件。
而且 urllib2 并不是 urllib 的升级版本（应该是一种补充），二者是不可相互替代的。
通过使用 urllib 的 urlopen 函数可以很容易的打开远程的文件，如下：
fromurllibimporturlopen
webpage=urlopen（'.blogs./IPrograming/'）
txt=webpage.readline（45）
printtxt#!
DOCTYPEhtmlPUBLIC"-//W3C//DTDXHTML1.0
也可以通过在通过在路径的前面添加 file：
来访问本地文件：
fromurllibimporturlopen
webpage=urlopen（r'file:
D:
\H\sr23upd\ADD_ABBR.txt'）
txt=webpage.readline（45）
printtxt
如果你还可以通过 urllib 提供的 urlretrieve函数，来直接保存远程文件副本：
fromurllibimporturlretrieve
webpage=urlretrieve（'.blogs./IPrograming/','C:
\\temp.html'）
printtype（webpage）#
1.3其他与网络相关的模块
除了socket、urllib和urllib2这些模块以外标准库还有很多和网络相关的模块，下面的列表是其中的一部分：
===========================================================
模块描述
===========================================================
asynchatasyncore的增强版本
asyncore异步socket处理程序
cgi基本的CGI支持
CookieCookie对象操作，主要用于服务器操作
cookielib客户端cookie支持
email消息支持（包括MIME）
ftplibFTP客户端模块
gopherlibgopher客户端博客
httplibHTTP客户端模块
imaplibIMAP4客户端模块
mailbox读取几种的格式
mailcap通过mailcap文件访问MIME配置
mhlib访问MH
nntplibNNTP客户端模块
poplibPOP客户端模块
robotparser支持解析Web服务器的robot文件
SimpleXMLRPCServer一个简单的XML-RPC服务器
stmpdSMTP服务器模块
smtplibSMTP客户端模块
telnetlibTelnet客户端模块
urlparse支持解析URL
xmlrpclibXML-RPC的客户端支持
2.SocketServer
SocketServer模块是标准库中很多其他服务器框架的基础，这些服务器框架包括：
BaseHTTPServer、SimpleHTTPServer、CGIHTTPServer、SimpleXMLRPCServer和DocXMLRPCServer，这些服务框架都是在基础框架上增加了特定的功能。
SocketServer包含了4个基本的类：
∙TCPServer，针对TCP的Socket
∙UDPServer，针对UDP数据报的Socket
∙UnixStreamServer
∙UnixDatagramServer
下面是一个基于SocketServer的简单SocketServer端示例：
fromSocketServerimportTCPServer,StreamRequestHandler
classHandler（StreamRequestHandler）:
defhandle（self）:
addr=self.request.getpeername（）
self.wfile.write（'Thankyouforconnectiong'）
server=TCPServer（（'',8088）,Handler）
server.serve_forever（）
3.多连接
一般情况下Socket中的Client端常常不止一个，想要使SocketServer端能同时处理多个Client的连接一般由三种主要的方法：
∙分叉（forking）（windows不支持）
∙线程（threading）
∙异步I/O（asynchronousI/O）
3.1使用分叉
分叉（fork）是一个UNIX术语；当分叉一个进程（一个运行的程序）时，基本上时复制了它，并且分叉后的两个进程都从当前执行的点继续运行，并且每个进程都有自己的存副本。
一个进程（开始的那个）成为另一个进程的（复制的，也就是子进程）的父进程。
在一个使用分叉的服务器中，每个客户端连接都利用分叉创建一个子进程。
父进程继续监听连接，同时子进程处理客户端。
当客户端的请求结束时，子进程退出。
分叉的进程是并行执行的，客户端直接不必相互等待。
分叉的缺点是比较耗费资源（每个分叉出来的进程都需要自己的存）。
下面是一个使用分叉创建Socket服务端的示例：
#--coding:
utf-8--
#使用了分叉（fork），Windows系统不支持
fromSocketServerimportTCPServer,ForkingMixIn,StreamRequestHandler
classServer（ForkingMixIn,TCPServer）:
pass
classHandler（StreamRequestHandler）:
defhandle（self）:
addr=self.request.getpeername（）
print'Gotconnectionfrom',addr
self.wfile.write（'Thankyouforconnectiong'）
server=Server（（'',1234）,Handler）
server.serve_forever（）
3.2使用线程
线程是轻量级的进程或子进程，所有的线程都存在于相同的进程（一个运行的程序）中，且共享存。
虽然使用多线程相对于分叉占用的资源较少，但是由于共享存，所有必需要确保它们的变量不会冲突，或者是同一时间修改同一容，这样会造成混乱。
这些问题可以归结为同步问题。
下面是使用多线程的一个简单示例：
#--coding:
utf-8--
#使用多线程
fromSocketServerimportTCPServer,ThreadingMixIn,StreamRequestHandler
classServer（ThreadingMixIn,TCPServer）:
pass
classHandler（StreamRequestHandler）:
defhandle（self）:
addr=self.request.getpeername（）
print'Gotconnectionfrom',addr
self.wfile.write（'Thankyouforconnection'）
server=Server（（'',1234）,Handler）
server.serve_forever（）
3.3带有select和poll的异步I/O
在Python中的异步I/O的基础就是 select 模块的 select 函数。
标准库中的 asyncore 和 asynchat 模块对它们进行了进一步的包装，可以从更高层次来处理异步I/O。
poll 函数和 select 函数一样，也属于 select 模块，这两个函数的功能基本一样，相对而言 poll 的伸缩性更好，但其职能在UNIX系统使用使用。
select 函数需要3个序列作为它的必选参数（输入、输出、异常情况），第四个参数是可选的，表示以秒为单位的超时时间。
下面是一个使用 select 的简单示例：
importsocket,select
s=socket.socket（）
host=socket.gethostname（）
port=1234
s.bind（（host,port））
s.listen（5）
inputs=[s]
whileTrue:
rs,ws,es=select.select（inputs,[],[]）
forrinrs:
ifriss:
c,addr=s.accept（）
print'Gotconnectionfrom',addr
inputs.append（c）
else:
try:
data=r.recv（1024）
disconnected=notdata
exceptsocket.error:
disconnected=True
ifdisconnected:
printr.getpeername（）,'disconnected'
inputs.remove（r）
else:
printdata
poll 方法比 select 使用起来简单，下面的时候就是上面示例的 poll 版本：
#--coding:
utf-8--
#Windows系统不支持poll
importsocket,select
s=socket.socket（）
host=socket.gethostname（）
port=1234
s.bind（（host,port））
fdmap={s.fileno（）:
s}
s.listen（5）
p=select.poll（）
p.register（s）
whileTrue:
events=p.poll（）
forfd,eventinevents:
iffdinfdmap:
c,addr=s.accept（）
print'Gotconnectionfrom',addr
p.register（c）
fdmap[c.fileno（）]=c
elifevent&select.POLLIN:
data=fdmap[fd].recv（1024）
ifnotdata:
#如果没有数据，关闭连接
printfdmap[fd].getpeername（）,'disconnected'
p.unregister（fd）
delfdmap[fd]
else:
printdata
4.使用Twisted
Twisted 是一个事件驱动的Python网络框架。
使用 Twisted 框架首先需要单独下载安装。
我们可以使用pip包管理工具来进行安装，参考：
.blogs./IPrograming/p/Python_module_package.html#pip。
下面是使用Twisted的两个简单示例：
4.1使用Twisted
fromtwisted.internetimportreactor
fromtwisted.internet.protocolimportProtocol,Factory
classSimpleLogger（Protocol）:
defconnectionMade（self）:
print'Gotconnectionfrom',self.transport.client
defconnectionLost（self,reason）:
printself.transport.client,'disconnected'
defdataReceived（self,data）:
printdata
factory=Factory（）
factory.protocol=SimpleLogger
reactor.listenTCP（8088,factory）
reactor.run（）
使用LineReceiver协议改进的版本：
fromtwisted.internetimportreactor
fromtwisted.internet.protocolimportFactory
fromtwisted.protocols.basicimportLineReceiver
classSimpleLogger（LineReceiver）:
defconnectionMade（self）:
print'Gotconnectionfrom',self.transport.client
defconnectionLost（self,reason）:
printself.transport.client,'disconnected'
deflineReceived（self,line）:
printline
factory=Factory（）
factory.protocol=SimpleLogger
reactor.listenTCP（1234,factory）
reactor.run（）
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