Python网络编程.doc

Python网络编程Python 内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：1.1 socket 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Socket Server 部分：import sockets = socket.socket()host = socket.gethostname()port = 8088s.bind(host,port)s.listen(5)while True: c, addr = s.accept() print Got connection from, addr c.send(Thank you for connection) c.close()#这是Socket Client 部分：import sockets = socket.socket()host = socket.gethostname()port = 8088s.connect(host,port)print s.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。1.2 urllib 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：from urllib import urlopenwebpage = urlopen(/IPrograming/)txt = webpage.readline(45)print txt # !DOCTYPE html PUBLIC -/W3C/DTD XHTML 1.0 也可以通过在通过在路径的前面添加file：来访问本地文件：from urllib import urlopenwebpage = urlopen(rfile:D:Hsr23updADD_ABBR.txt)txt = webpage.readline(45)print txt 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：from urllib import urlretrievewebpage = urlretrieve(/IPrograming/,C:temp.html)print type(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=asynchat asyncore的增强版本 asyncore 异步socket处理程序 cgi 基本的CGI支持 Cookie Cookie对象操作，主要用于服务器操作 cookielib 客户端cookie支持 email E-mail消息支持(包括MIME) ftplib FTP客户端模块 gopherlib gopher客户端博客 httplib HTTP客户端模块 imaplib IMAP4客户端模块 mailbox 读取几种邮件的格式 mailcap 通过mailcap文件访问MIME配置 mhlib 访问MH邮箱 nntplib NNTP客户端模块 poplib POP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 stmpd SMTP服务器模块 smtplib SMTP客户端模块 telnetlib Telnet客户端模块 urlparse 支持解析URL xmlrpclib XML-RPC的客户端支持 2. SocketServerSocketServer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Socket Server端示例：from SocketServer import TCPServer, StreamRequestHandlerclass Handler(StreamRequestHandler): def handle(self): addr = self.request.getpeername() self.wfile.write(Thank you for connectiong)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Socket Server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(asynchronous I/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内存副本。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内存)。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from SocketServer import TCPServer, ForkingMixIn, StreamRequestHandlerclass Server(ForkingMixIn, TCPServer):passclass Handler(StreamRequestHandler): def handle(self): addr = self.request.getpeername() print Got connection from, addr self.wfile.write(Thank you for connectiong)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，且共享内存。虽然使用多线程相对于分叉占用的资源较少，但是由于共享内存，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内容，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from SocketServer import TCPServer, ThreadingMixIn, StreamRequestHandlerclass Server(ThreadingMixIn,TCPServer):passclass Handler(StreamRequestHandler): def handle(self): addr = self.request.getpeername() print Got connection from, addr self.wfile.write(Thank you for connection)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：import socket, selects = socket.socket()host = socket.gethostname()port = 1234s.bind(host,port)s.listen(5)inputs = swhile True: rs, ws, es = select.select(inputs,) for r in rs: if r is s: c, addr = s.accept() print Got connection from, addr inputs.append(c) else: try: data = r.recv(1024) disconnected = not data except socket.error: disconnected = True if disconnected: print r.getpeername(), disconnected inputs.remove(r) else: print datapoll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pollimport socket, selects = socket.socket()host = socket.gethostname()port = 1234s.bind(host,port)fdmap = s.fileno(): ss.listen(5)p = select.poll()p.register(s)while True: events = p.poll() for fd, event in events: if fd in fdmap: c, addr = s.accept() print Got connection from, addr p.register(c) fdmapc.fileno() = c elif event & select.POLLIN: data = fdmapfd.recv(1024) if not data:# 如果没有数据，关闭连接 print fdmapfd.getpeername(), disconnected p.unregister(fd) del fdmapfd else: print data4. 使用TwistedTwisted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：/IPrograming/p/Python_module_package.html#pip。下面是使用Twisted的两个简单示例：4.1 使用 Twistedfrom ernet import reactorfrom tocol import Protocol, Factoryclass SimpleLogger(Protocol): def connectionMade(self): print Got connection from, self.transport.client def connectionLost(self, reason): print self.transport.client, disconn