Python程序任务式教程 2

网络编程与进程控制content目录01认知Socket02创建TCP服务器程序与客户端程序03创建UDP服务器程序和客户端程序04创建与使用进程05创建与使用线程认知SocketPython提供了两个级别的网络服务：低级别的网络服务支持基本的Socket，它提供了标准的BSDSocketsAPI，可以访问操作系统底层Socket接口的全部方法；高级别的网络服务支持模块SocketServer，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发过程。认知SocketSocket又称套接字，网络应用程序通常通过Socket向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通信。Socket通信模型如图9-3所示。认知Socket1．socket()方法Python中，使用socket模块的socket()方法来创建Socket。socket()方法的基本格式如下。socket.socket([Addressfamily[,type[protocol=0]]])其中，各参数说明如下。Addressfamily：Internet进程间通信时使用AF_INET，同一台机器进程间通信时使用AF_UNIX，通常使用AF_INET。type：Socket类型，可以根据是面向连接还是无连接分为SOCK_STREAM（主要用于TCP）和SOCK_DGRAM（主要用于UDP）。protocol：该参数一般不赋值，默认值为0。认知Socket例如，创建TCP/IPSocket时，可以采用以下形式。tcpSock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)创建UDP/IPSocket时，可以采用以下形式。udpSock=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)认知Socket2．Socket对象的主要方法（1）Socket对象公共用途的Socket方法演示socket模块的gethostname()、gethostbyname()方法的应用运行结果认知Socket（2）服务器的Socket方法方法说明bind()绑定地址到Socket，在AF_INET下，以元组(host，port)的形式表示地址listen()开始TCP监听accept()被动接收TCP客户端连接（阻塞式），等待连接的到来认知Socket（3）客户端的Socket方法方法说明connect()主动初始化TCP服务器连接，以元组(host，port)的形式表示地址，如果连接出错，则返回socket.error错误connect_ex()开始TCP监听演示Socket对象的使用，通过客户端向浏览器和本地服务器发起请求，服务器接收到请求后，向浏览器发送“Iwishyougoodhealth.”文本内容认知Socket在浏览器地址栏中输入127.0.0.1:8080，即服务器IP地址为127.0.0.1，端口号为8080，成功连接服务器后，浏览器中显示文本内容“Iwishyougoodhealth.”。认知Socket创建TCP服务器程序与客户端程序创建TCP服务器程序导入socket模块。使用socket()方法创建一个Socket对象。使用bind()方法绑定套接字地址。使用listen()方法监听端口，进入监听过程。使用accept()方法等待并接收来自客户端的连接请求。服务器使用recv()方法读取客户端的数据。使用send()方法向客户端发送数据。调用close()方法关闭连接，释放Socket连接所占用的资源。创建TCP服务器程序与客户端程序创建TCP客户端程序入socket模块。调用socket()方法生成一个Socket对象。通过connect()方法连接服务器程序，当客户端连接到服务器后，一直等待的服务进程会被唤醒，并处理此连接。使用send()方法向服务器发送数据。客户端直接调用recv()方法来获取服务器发送过来的数据。调用close()方法将连接关闭。创建TCP服务器程序与客户端程序字符串在网络中的传输创建TCP服务器程序与客户端程序演示TCP客户端与服务器之间发送和接收数据的实现方法创建TCP服务器程序与客户端程序TCP客户端程序文件demo9-3client.py的代码如下。创建TCP服务器程序与客户端程序运行服务器程序和客户端程序之前，先打开两个Windows的“命令提示符”窗口，第1个“命令提示符”窗口模拟TCP服务器，第2个“命令提示符”窗口模拟TCP客户端。在第1个“命令提示符”窗口中执行命令“pythonD:\PyCharmProject\Unit09\demo9-3server.py”，开始运行demo9-3server.py程序，此时该窗口中会出现“服务器等待客户端连接……”的提示文字。在第2个“命令提示符”窗口中执行命令“pythonD:\PyCharmProject\Unit09\demo9-3client.py”，开始运行demo9-3client.py程序，此时该窗口中出现“请输入要发送的数据：”提示文字，输入“Hi,hello”后按“Enter”键，此时运行demo9-3server.py程序的窗口会接收到客户端发来的数据，并出现以下内容：当前连接地址为：('192.168.56.1',54995)b'Hi,hello'创建TCP服务器程序与客户端程序模拟TCP服务器的“命令提示符”窗口中出现的信息如图9-7所示。服务器会向客户端发送“Nicetohearfromyou”，客户端也会收到服务器发来的数据，模拟TCP客户端的“命令提示符”窗口中出现的信息如图9-8所示。任务描述【任务9-1】实现客户端与服务器之间的通信在PyCharm集成开发环境中创建项目Unit09。在项目Unit09中创建task9-1server.py和task9-1client.py两个Python程序文件。编写程序，使用Socket实现TCP服务器与客户端之间的通信，即客户端向服务器发送文字，服务器接收到消息后，显示消息内容并输入文字返回给客户端。任务实施【任务9-1】实现客户端与服务器之间的通信创建PyCharm项目Unit09创建Python程序文件task9-1server.py编写task9-1server.py的程序代码创建Python程序文件task9-1client.py编写task9-1client.py的程序代码任务实施【任务9-1】实现客户端与服务器之间的通信任务9-1模拟TCP服务器的“命令提示符”窗口中出现的信息如图9-9所示，模拟TCP客户端的“命令提示符”窗口中出现的信息如图9-10所示。任务描述【任务9-2】TCP服务器与客户端之间传输字符串数据在项目Unit09中创建task9-2server.py和task9-2client.py两个Python程序文件。编写程序，实现TCP服务器与客户端之间的字符串传输，即客户端连接服务器后向服务器发送一个字符串，服务器接收到字符串后再次返回这个字符串给客户端。任务实施【任务9-2】TCP服务器与客户端之间传输字符串数据1．创建Python程序文件task9-2server.py2．编写task9-2server.py的程序代码3．创建Python程序文件task9-2client.py4．编写task9-2client.py的程序代码5．运行Python程序创建UDP服务器程序和客户端程序在UDP程序中，实现UDP服务器功能的流程如下。（1）导入socket模块。（2）使用socket()方法创建一个Socket对象。（3）使用bind()方法绑定端口。（4）使用recvfrom()方法接收客户端的数据。（5）使用sendto()方法向客户端发送数据，需要使用encode()方法将字符串类型转换为字节类型。（6）调用close()方法关闭Socket，释放Socket连接所占用的资源。创建UDP服务器程序创建UDP服务器程序和客户端程序创建UDP客户端程序比较简单，对一个客户端程序而言，实现客户端功能的流程如下。（1）导入socket模块。（2）调用socket()方法生成一个Socket对象。（3）使用sendto()方法向服务器发送数据。（4）客户端直接调用recvfrom()方法来获取服务器发送过来的数据。（5）调用close()方法将Socket关闭。创建UDP客户端程序创建UDP服务器程序和客户端程序创建UDP客户端程序任务描述【任务9-3】建立UDP通信获取客户购物数量在项目Unit09中创建task9-3server.py和task9-3client.py两个Python程序文件。编写程序，建立UDP通信，获取客户购物数量，即在客户端输入购物数量，并发送给服务器，服务器接收到数据后，再发送给客户端输出。任务实施【任务9-3】建立UDP通信获取客户购物数量程序文件task9-3server.py的代码如下。任务实施【任务9-3】建立UDP通信获取客户购物数量程序文件task9-3server.py的代码如下。任务实施【任务9-3】建立UDP通信获取客户购物数量模拟UDP服务器的“命令提示符”窗口中出现的信息如图9-14所示模拟UDP客户端的“命令提示符”窗口中出现的信息如图9-15所示。创建与使用进程使用multiprocessing模块的Process类创建进程multiprocessing模块提供了Process类来创建进程对象。Process类的基本格式如下。Process([group[,target[,name[,args[,kwargs]]]]])其中，各参数说明如下。group：值为None，为以后版本而保留。target：表示当前进程启动时执行的可调用对象。name：表示当前进程实例的别名。args：表示传递给target的参数元组。kwargs：表示传递给target的参数字典。创建与使用进程使用multiprocessing模块的Process类创建进程序号方法或属性说明1is_alive()判断进程实例是否在执行2join([timeout])是否等待进程实例执行结束，或等待多少秒3start()启动进程实例（创建子进程）4run()如果没有给定target参数，对这个对象调用start()方法时，执行run()方法5terminate()不管任务是否完成，立即终止6name当前进程实例的别名，默认为Process-n，n为从1开始递增的整数7pid当前进程实例的PID值创建与使用进程使用Process的子类创建进程

对于一些简单的任务，通常使用Process类实现多进程。但是如果要处理复杂任务的进程，则通常会定义一个类，使其继承Process类，每次实例化这个类的时候，等同于实例化一个进程对象。创建与使用进程

实例9-5的代码如下。创建与使用线程

Python3的多线程多线程类似于同时执行多个不同的程序，多线程运行有如下优点（1）使用线程可以把运行时间长的程序中的任务放到后台去处理。（2）用户界面可以更加吸引人。（3）程序的运行速度可能加快。（4）在一些等待的任务的实现方面（如用户输入、文件读写等方面），线程会比较有用。（5）每个独立的线程都有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序运行的出口。创建与使用线程

Python3支持的线程模块Python3通过_thread和threading模块提供对线程的支持，推荐使用threading模块。Python3中，thread模块已被废弃。为了兼容性，Python3将thread重命名为“_thread”。hreading模块除了包含_thread模块中的所有方法外，还提供了以下方法。（1）threading.currentThread()：用于返回当前的线程变量。（2）threading.enumerate()：用于返回一个包含正在运行线程的列表。所谓的“正在运行线程”，是指启动后、结束前的线程，不包括启动前和结束后的线程。（3）threading.activeCount()：返回正在运行的线程数量，与len(threading.enumerate())有相同的结果。threading模块同样提供了Thread类来处理线程，Thread类提供了以下方法。创建与使用线程

Python3支持的线程模块threading模块同样提供了Thread类来处理线程，Thread类提供了以下方法。（1）run()：用以表示线程活动的方法。（2）start()：启动线程的方法。（3）join([timeout])：阻塞当前上下文环境的线程，直到调用此方法的线程结束或到达指定的timeout（可选参数）。其主要功能是实现多线程的线程独占，即只让一个线程运行。join()方法可用于阻塞另一个线程，让当前线程获得另一个线程的处理结果。（4）isAlive()：返回线程的活动状态。（5）getName()：返回线程名称。（6）setName()：设置线程名称。创建与使用线程

Python中创建线程的方式

1．使用threading模块的Thread类创建线程threading模块提供了一个Thread类来创建线程。Thread类的基本格式如下。Thread([group[,target[,name[,args[,kwargs]]]]])其中，各参数说明如下。group：值为None，为以后版本而保留。target：表示一个可调用对象，线程启动时，run()方法调用此对象，默认值为None，表示不调用任何内容。name：表示当前线程名称，默认创建一个名称为“Thread-n”的线程。args：表示传递给target的参数元组。kwargs：表示传递给target的参数字典。创建与使用线程

Python中创建线程的方式

演示创建3个线程，分别使用for循环执行start()和join()方法，实例代码如下创建与使用线程

Python中创建线程的方式

2．使用threading模块的Thread类的子类创建线程定义一个从threading.Thread继承的子类，将其实例化后调用start()方法启动新线程。演示使用threading模块的Thread类的子类创建线程的方式，实例代码如下创建与使用线程

Python中创建线程的方式

3．调用_thread模块中的start_new_thread()函数产生新线程调用_thread模块中的start_new_th