Python基礎入門教程30.4:企業級開發進階 服務端快捷開發

我們可以看到客戶端程序的編寫相對容易，主需要連接服務端然后跟服務端進行數據交互就OK了。但是服務端的程序編寫較為復雜，如果考慮到數據的并發處理等各種問題，就更加復雜難以操作了。

python提供了一個socketserver模塊，可以用于更加快捷的構建我們需要的服務端環境

本節內容

1. socketserver模塊簡介
2. 常規模式服務端編程
3. 并發模式服務端編程

1. socketserver模塊簡介

• socketserver是什么？
  socketserver模塊時python提供的內置的用于快捷開發服務端程序的一個服務器框架，通過封裝大量實現的方式減少開發人員工作量的同時能快捷開發出具有較高質量的服務端程序。

• socketserver中提供了什么？
  socketserver模塊主要包含的服務器類：TCPserver、UCPserver、ThreadingTCPserver、ThreadingUDPserver、ForkingTCPserver、ForkingUDPserver
  注意：上述TCP表示TCP服務端編程需要的服務類，UDP表示UDP編程需要的服務類，包含Threading的表示多線程并發需要的服務類；包含Forking的表示多進程并發需要的服務類
  關于多線程和多進程，后面的章節中會詳細介紹

• socketserver核心操作？
  socketserver框架中，服務端的處理類主要有StreamRequestHandler（基于TCP協議的）、DatagramRequestHandler（基于UDP協議的），處理類中非常重要的一個方法headler()用來執行服務端程序中的核心操作

  class mytcpserver(socketserver.StreamRequestHandler):
    def handle(self):
        # 服務器中的核心操作代碼

• socketserver中的結構？
  socketserver中主要包含兩部分：服務器和處理類
  服務類就是socketserver提供了內置服務類，如TCPserver、UDPserver等等
  處理類就是我們自定義的處理類，處理類中會包含handle()方法用于業務處理

2. 服務端編程

2.1. TCP服務端編程

使用socketserver編寫服務端程序如下：

import socketserver


# 自定義處理類
class myTcp(socketserver.StreamRequestHandler):
    # 定義處理方法
    def handle(self):
        # 通過client_address屬性查看連接進來的服務器
        print("連接上的服務器：%s" % str(self.client_address))
        while True:
            # 接收客戶端發送的數據
            msg = self.request.recv(1024)
            if not msg:
                break;
            print("客戶端發過來消息：%s" % msg.decode("UTF-8"))
            # 給客戶端返回接收信息
            self.request.sendall("已經成功接收您發送的消息".encode("UTF-8"))


# 程序從主線程直接運行
if __name__ == "__main__":
    # 創建服務端對象，指定處理類，并監聽8888端口
    server = socketserver.TCPServer(('', 8888), myTcp)
    # 啟動服務端程序
    server.serve_forever()

此時，我們使用常規模式開發客戶端程序如下：

import socket

sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sc.connect(("192.168.10.108", 8888))

while True:
    msg = input("請輸入要發送的內容：")
    if not msg or msg == "exit":
        break
    sc.sendall(msg.encode("UTF-8"))
    msg = sc.recv(1024)
    print("服務器回應：" + msg.decode("UTF-8"))

sc.close()

運行上述程序，就可以和之前一樣，實現客戶端和服務端之間的數據通信了；
和以前不一樣的時，此時我們如果關閉了客戶端，服務端程序還是在運行的，如果重新啟動客戶端，客戶端又會接入服務端，重新建立連接并通信。

2.2. UDP服務端編程

使用socketserver的UDPServer服務類和DatagramRequestHandler處理類進行服務端的編程處理如下：

import socketserver

# 創建自定義處理類
class myUdp(socketserver.DatagramRequestHandler):
    # 創建自定義處理方法
    def handle(self):
        # 打印連接進來的客戶端信息
        print("連接到服務器的主機：" + str(self.client_address))

        # 收發消息
        while True:
            # 接收客戶端發送的消息
            # msg = self.request.recv()
            msg = self.rfile.readline()
            if not msg:
                break
            print("接受到客戶端發送的消息：%s" % msg.decode("UTF-8"))
            # 發送消息
            self.wfile.write("接收到您發送的消息".encode("UTF-8"))
# 主模塊線程中運行程序
if __name__ == "__main__":
    # 創建UDP服務器對象
    server = socketserver.UDPServer(("", 8989), myUdp)
    # 啟動UDP服務器
    server.serve_forever()

使用常規的方式開發UDP客戶端代碼如下：

import socket

sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

while True:
    data = input("請輸入要發送的消息：")
    if not data or data == "exit":
        break

    sc.sendto(data.encode("UTF-8"), ("192.168.10.108", 8989))

    data,recv = sc.recvfrom(1024)
    if not data:
        break
    print("服務器返回消息：" + data.decode("UTF-8"))

sc.close()

此時啟動服務端程序，啟動客戶端程序，就可以實現服務端和客戶端時間的數據通信了。
另外：你可以試試啟動多個客戶端程序看看，有彩蛋哦。

3. 服務端并發

關于使用多線程或者多進程并發的方式也是比較簡單的，參考代碼如下，如果有興趣的話，等學習完并發編程之后，可以再回過頭看看ThreadingTCPServer和ForkingTCPServer這樣多線程和多進程并發的操作哦
服務端參考代碼：

import socketserver

class myTcp(socketserver.StreamRequestHandler):
    def handle(self):
        while True:
            data = self.request.recv(1024)
            print("接收到數據：" + data.decode("UTF-8"))
            self.request.sendall("數據已經接收成功".encode("UTF-8"))

if __name__ == "__main__":
    server = socketserver.ThreadingTCPServer(("", 9000), myTcp)
    server.serve_forever()

客戶端還是常規的客戶端

import socket

sc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

sc.connect(("192.168.10.108", 9000))

while True:
    msg = input("請輸入要發送的內容：")
    if not msg or msg == "exit":
        break
    sc.sendall(msg.encode("UTF-8"))
    msg = sc.recv(1024)
    print("服務器回應：" + msg.decode("UTF-8"))

sc.close()

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