套接字详解（socket）

用户认为的信息之间传输只是建立以两个应用程序上，实际上在TCP连接中是靠套接字来作为他们连接的桥梁。

那么什么是套接字呢？

TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点，这种端点就叫做套接字（socket）或插口。套接字用（IP地址：端口号）表示，区分不同应用程序进程间的网络通信和连接,主要有3个参数：通信的目的IP地址、使用的传输层协议(TCP或UDP)和使用的端口号。

python中的套接字

python中引用套接字的模块是socket，在服务端和客户端间的信息传输中，套接字起到了决定性的作用，因其功能不同共分为三种套接字，一个是监听套接字，在服务端负责一直监听着客户端是否有请求发来；一种是客户端套接字，负责与服务端建立联系并收发信息；最后一种是对等连接套接字，是在服务端和客户端负责收发信息。

上图中出现了双工这个词，那么什么是单工、半双工、全双工呢？

根据通信双方的分工和信号传输方向可将通信分为三种方式：单工、半双工与全双工。单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；在同一时间只有一方能接受或发送信息，不能实现双向通信，举例：电视，广播。半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是,在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信；在同一时间只可以有一方接受或发送信息，可以实现双向通信。举例：对讲机。全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，举例：电话通信。

用代码实现服务端与客户端通信

服务端代码如下：

import socket

server = socket.socket()

server.bind(('127.0.0.5',8520))

server.listen(5)

while True:

    a,b = server.accept()

    while True:

        date = a.recv(1024)

        if date:

            print("已收到信息-->{}".format(date.decode()))

            a.send(date)

        else:

            a.close()

            break;

客户端代码如下：

import socket

client = socket.socket()

client.connect(('127.0.0.5',8520))

mess = input('--->').encode()

client.send(mess)

print("已收到信息-->{}".format(client.recv(1024)))

client.close()

客户端效果：

--->hello,world!

已收到回应-->b'hello,world!'

服务端效果：

已收到信息-->hello,world!

代码详解

服务端实现上述效果流程：

1. 创建套接字，即实例化。server = socket.socket()
2. 绑定地址，且地址是一个元组，里面包括ip和端口，为自己创建了一个地址，用于客户端的连接。server.bind(('127.0.0.5',8520))
3. 开始监听，此时的套接字server才被真正叫做监听套接字，自此之前，客户端是无法连接过来的。代码中的5表示最大能同时连接到客户端的数量。server.listen(5)
4. 收到连接请求就建立与客户端连接，返回结果由两个变量接收，第一个变量是对等连接套接字，第二个是客户端的地址（ip和端口）a,b = server.accept()，这里要特别注意是会有阻塞现象，阻塞在下面介绍。
5. 利用对等连接套接字开启接收信息状态。若接到空值，表示客户端已主动断开连接。这里也会产生一次阻塞，客户端是无法发送空值的。代码的1024表示可以接收的最大字节数。a.recv(1024)
6. 信息传递讲究一收一发，一发一收。若收到信息，应给客户端一个回复。这里要注意的是信息的传递是以字节的形式。a.send(date)
7. 若收到空值，最后一步是断开连接。a.close()

客户端实现上述效果流程：

1. 创建套接字，即实例化生成客户端套接字。client = socket.socket()
2. 向服务端发送连接请求，连接成功后，原本的客户端套接字实际上就变成了对等连接套接字。代码中的ip和端口是服务端的ip和端口。client.connect(('127.0.0.5',8520))
3. 向服务端发送信息。client.send(mess)
4. 向服务端接收信息，这里会发生一次阻塞。client.recv(1024)
5. 主动断开与服务端的连接，这时客户端会自动向服务端发送一个空值。client.close()

什么是阻塞？

最早我们见过的阻塞应该是input，但那时我们应该还没有这方面的认识，阻塞是指当代码运行的这里时，需要触发到某个条件，代码才能继续运行下去，否则会一直堵在这。而最早见的input，我们只要输入字符再按enter就可以继续运行了。在套接字中我们碰到两个阻塞，一个是accept，它的疏通条件是客户端发送连接请求，还有一个是recv，它的疏通条件是接收的对方发来的信息。

代码中各个对象解剖

实例化对象

绑定地址后

接受到连接请求后

客户端连接成功后

套接字阻塞带来的影响：因为阻塞导致服务端一次只能与一个客户端相连，这在实际应用中是万万不可行的，在下篇博客中，我会对非阻塞套接字做一个总结。