Python（十）网络编程

一、简介

Python是一个很强大的网络编程工具

（1）python内有很多针对常见网络协议的库，对网络协议的各个层次进行了抽象封装，因此使用python编写程序不必关心网络实现的细节

（2）python非常善于处理字节流的各种模式，使用python可以很容易地写出处理各种协议格式的代码

二、urllib和urllib2

互联网基本原理是基于“请求-响应”模式，获取互联网上的资源需要发出请求，即URL（地址）

Python中实现的urllib和urllib2，功能很强大，通过它们访问网络上的文件，就像访问本地电脑的文件一样，两个模块的功能都差不多，但urllib2更好一些。

①如果只需要简单的下载，使用urllib就能够满足要求

②如果需要使用HTTP验证或cookie或要为自己的协议编写扩展程序的话，urllib2是更好的选择

（1）使用urllib.request模块下载文件，使用urlretrieve()方法

语法：urlretrieve(url,[filename,reporthook])

参数url代表资源路径

参数filename指定本地保存路径

参数reporthook是一个回调函数，当连接上服务器、以及相应的数据库传输完毕时会触发回调，可以利用来显示下载进度

（2）使用urllib2可以像打开本地文件一样打开远程文件，不同之处是只能使用只读模式，打开远程文件使用的方法是urlopen()，传递给它的参数是URL

urlopen()返回一个能从中读取数据的类文件对象，支持多种方法：read、readline、readlines、close

获取到的信息结构类似一个有两层的字典，最外层只有一个键“weatherinfo”，它的值是另外一个字典，里面包含了很多天气信息，这种数据结构被称为“json格式”

（3）Json

Json是一种轻量级的数据交换格式，是一种完全独立于语言的文本格式，但是也使用了类似于C语言家族的习惯（包括C、C++、C#、Java、Python等），这些特性使json成为了理想的数据交换语言

Python标准库中也包含了json模块，模块中的一些方法能帮助更好的处理这种json格式的数据，例如通过loads方法就能将json数据转换成真正的字典

三、socket

套接字(socket)是网络编程中的一个基本组件，是两个端点的程序之间的“信息通道”

套接字包括两个：服务器套接字和客户端套接字

无论是服务器还是客户端，都首先需要调用socket模块中的socket()方法来创建socket对象

（1）格式

socket()方法的格式：socket（family，type）

Family 参数代表地址家族，可以是AF_INET或AF_UNIX，AF_INET 代表IPv4地址，AF_UNIX只能用于单一的Unix系统进程间通信

type参数代表套接字类型，可以是SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM，SOCK_STREAM代表流套接字，应用于TCP，SOCK_DGRAM代表数据报套接字，应用于UDP

（2）流套接字和数据报套接字的区别

1、流套接字区分服务器和客户端，数据报套接字不区分

2、流套接字适合传输数据量大的，数据报套接字适合传输数据量小的

3、客户的流套接字单向传递，数据报套接字可以接收任何方向的数据，并可以向任何地址发送数据报

4、流套接字使用时不需考虑底层细节，依靠TCP协议进行可靠的数据传输

   数据报套接字依靠UDP协议，数据传输效率高，但需要考虑底层细节，在代码中保证数据的可靠传输

5、流套接字依靠TCP协议建立好连接后发送数据，不需要指定地址

   数据报套接字依靠UDP协议发送数据，每次都需要指定发送给谁

四、服务器socket函数

bind(address)方法将套接字绑定到地址，参数address以元组(host，port)的形似表示地址

listen(backlog)方法开始监听TCP传入连接，参数backlog为操作系统可以挂起的最大连接数，至少为1-5

accept()方法接收TCP连接并返回元组(conn，address)，conn是新的socket对象，服务器必须通过它与客户通信，address是客户的地址

编写服务端socket思路：

1、创建套接字，绑定套接字到本地IP和端口

2、开始监听连接

3、进入循环，不断接收客户端的请求

4、接收传来的数据，并发送给对方数据

5、传输完毕后，关闭套接字

五、客户端socket函数

connect(address)方法连接到指定地址的套接字，参数address格式为元组(host,port)地址

connect_ex(address)方法与connect()方法相同，但是成功返回0，失败返回errno

编写客户端socket思路：

1、创建套接字，连接服务器地址

2、连接后发送和接收数据

3、传输完毕后，关闭套接字

六、公共socket函数

recv(bufsize)接收TCP数据，参数bufsize指定接收的最大数据量，结果以字符串形式返回

send(string)发送TCP数据，参数string是字符串，返回值是要发送的数据量

sendall(string)完整发送TCP数据，在返回之前会尝试发送所有数据

recvfrom(bufsize)接收UDP数据，返回值是(data,address),address指明发送方地址

sendto(string，address)发送UDP数据，参数中也需指明address(接收方地址)

settimeout(timeout)设置套接字操作的超时时间，参数timeout是浮点数，单位为秒

close()关闭套接字