一文读懂Socket通信原理 _Socket通信

什么是Socket？
Socket的中文翻译过来就是“套接字” 。套接字是什么，我们先来看看它的英文含义：插座。
Socket就像一个电话插座，负责连通两端的电话，进行点对点通信，让电话可以进行通信，端口就像插座上的孔，端口不能同时被其他进程占用。而我们建立连接就像把插头插在这个插座上，创建一个Socket实例开始监听后，这个电话插座就时刻监听着消息的传入，谁拨通我这个“IP地址和端口” ，我就接通谁。
实际上， Socket是在应用层和传输层之间的一个抽象层，它把TCP/IP层复杂的操作抽象为几个简单的接口，供应用层调用实现进程在网络中的通信。Socket起源于UNIX ，在Unix一切皆文件的思想下，进程间通信就被冠名为文件描述符（file desciptor）， Socket是一种“打开—读/写—关闭”模式的实现，服务器和客户端各自维护一个“文件” ，在建立连接打开后，可以向文件写入内容供对方读取或者读取对方内容，通讯结束时关闭文件。
另外我们经常说到的Socket所在位置如下图：

文章插图
Socket通信过程
Socket保证了不同计算机之间的通信，也就是网络通信。对于网站，通信模型是服务器与客户端之间的通信。两端都建立了一个Socket对象，然后通过Socket对象对数据进行传输。通常服务器处于一个无限循环，等待客户端的连接。
一图胜千言，下面是面向连接的TCP时序图：

文章插图
客户端过程：
客户端的过程比较简单，创建Socket ，连接服务器，将Socket与远程主机连接（注意：只有TCP才有“连接”的概念，一些Socket比如UDP、ICMP和ARP没有“连接”的概念），发送数据，读取响应数据，直到数据交换完毕，关闭连接，结束TCP对话。
import socket
import sys
if __name__ == '__main__':
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建Socket连接
sock.connect(('127.0.0.1', 8001)) # 连接服务器
while True:
data = input('Please input data:')
if not data:
break
try:
sock.sendall(data)
except socket.error as e:
print('Send Failed...', e)
sys.exit(0)
print('Send Successfully')
res = sock.recv(4096) # 获取服务器返回的数据，还可以用recvfrom()、recv_into()等
print(res)
sock.close()sock.sendall(data)
这里也可用send()方法：不同在于sendall()在返回前会尝试发送所有数据，并且成功时返回None ，而send()则返回发送的字节数量，失败时都抛出异常。
服务端过程：
咱再来聊聊服务端的过程，服务端先初始化Socket ，建立流式套接字，与本机地址及端口进行绑定，然后通知TCP ，准备好接收连接，调用accept()阻塞，等待来自客户端的连接。如果这时客户端与服务器建立了连接，客户端发送数据请求，服务器接收请求并处理请求，然后把响应数据发送给客户端，客户端读取数据，直到数据交换完毕。最后关闭连接，交互结束。
import socket
import sys
if __name__ == '__main__':
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) # 创建Socket连接（TCP）
print('Socket Created')
try:
sock.bind(('127.0.0.1', 8001)) # 配置Socket ，绑定IP地址和端口号
except socket.error as e:
print('Bind Failed...', e)
【一文读懂Socket通信原理】sys.exit(0)
sock.listen(5) # 设置最大允许连接数，各连接和Server的通信遵循FIFO原则
while True: # 循环轮询Socket状态，等待访问
conn, addr = sock.accept()
try:
conn.settimeout(10) # 获得一个连接，然后开始循环处理这个连接发送的信息
# 如果要同时处理多个连接，则下面的语句块应该用多线程来处理
while True: