Python 套接字（Socket）编程指南，创建和使用套接字的完整示例

套接字编程是网络通信的基础。无论是创建一个简单的聊天应用还是构建复杂的分布式系统，理解套接字的工作原理都是必不可少的。在本教程中，我们将探讨 Python 中的套接字编程，并通过示例代码展示如何使用套接字进行网络通信。

套接字的历史

套接字（Socket）最早由 BSD Unix 引入，是一种通过网络进行进程间通信（IPC）的机制。尽管套接字可以用于多种地址族（如 IPv4、IPv6、Unix 域套接字等），我们主要讨论 IPv4 地址族（INET），因为它覆盖了几乎 99% 的使用场景。

创建套接字

在 Python 中，创建一个套接字非常简单。我们使用 socket 模块来实现。具体步骤如下：

import socket

# 创建一个套接字对象
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

这里的 socket.AF_INET 指的是地址族（IPv4），socket.SOCK_STREAM 表示使用 TCP 协议。

使用套接字

通过套接字发送和接收数据是它的核心功能。这里我们展示如何发送和接收二进制数据。

发送数据：

client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.connect(('localhost', 12345))

message = b'Hello, Server!'
client_socket.sendall(message)

接收数据：

connection, address = server_socket.accept()
data = connection.recv(1024)
print('Received:', data)

断开连接

当通信完成后，需要关闭套接字以释放资源。

client_socket.close()
connection.close()
server_socket.close()

非阻塞的套接字

默认情况下，套接字操作是阻塞的。这意味着在 recv() 函数完成之前，程序会一直等待数据。非阻塞套接字则允许程序在没有数据时继续执行其他操作。

可以使用 socket.setblocking(False) 将套接字设置为非阻塞模式，在这种模式下，sock.recv() 不会阻塞，而是立即返回。如果对方没有数据发送，则会返回一个空字节串。

server_socket.setblocking(False)
try:
    connection, address = server_socket.accept()
except BlockingIOError:
    # 没有连接请求时，继续执行其他操作
    pass

完整示例代码

以下是一个完整的示例，展示了如何创建一个简单的 TCP 服务端和客户端，并进行数据传输。

服务端代码：

import socket

# 创建服务器套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.bind(('localhost', 12345))
server_socket.listen(5)

print('等待连接...')
connection, address = server_socket.accept()
print('来自', address, '的连接')

data = connection.recv(1024)
print('接收到的数据:', data)

connection.close()
server_socket.close()

客户端代码：

import socket

# 创建客户端套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client_socket.connect(('localhost', 12345))

message = b'Hello, Server!'
client_socket.sendall(message)

client_socket.close()

首先运行服务器端代码，然后运行客户端代码，你将在服务器端的终端看到打印出的 “Received: b’Hello, Server!'”，表明成功收到了客户端发送的消息。