Python 套接字编程基本指南：客户端、服务器和对等库

在本教程中，您将学习如何使用 Python 套接字编程和套接字 API 在客户端和服务器之间交换数据。稍后，本教程将讨论使用托管提供程序在两个或多个 Python 客户端之间直接交换数据。本教程中使用的源代码可以在GitHub 存储库中找到。

套接字编程连接两个套接字（一个客户端套接字和一个服务器套接字）并允许它们实时双向通信。直接套接字连接可以使所有实时应用程序受益，因为可以随时发送或接收数据。

环境搭建

您需要在计算机上安装Python 3.x 版的稳定版本。如果您是 Windows 用户，您可以选择将 Python 添加到您的 PATH 中。

您还需要一个代码编辑器来学习本教程。

Visual Studio Code是一种流行的开源和免费代码编辑器，支持多种语言和框架，包括 Python。

VSCode 还支持 Python 的扩展，以帮助完成代码和调试。

构建并运行 Python 套接字应用程序

让我们使用 Python 构建一个简单的套接字应用程序。 Python 提供了一个原生的套接字类（socket 模块），因此开发者不需要依赖外部库。首先设置 Python 套接字客户端和服务器：

在项目目录中创建文件client.py 。要使用套接字，请导入 Python 套接字库并创建一个连接到指定 IP 地址的新套接字对象（在本例中，本地主机的端口号为 8080，但您可以选择任何 ipv4 地址）。

新建一个到socket服务器的连接，向TCP服务器发送数据，关闭socket连接。

您的client.py文件应如下所示：

 import socket client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) client.connect(('0.0.0.0', 8080)) client.send("I am CLIENT\n".encode()) from_server = client.recv(4096) client.close() print (from_server.decode())

您将需要一个套接字服务器来侦听来自客户端的传入连接和消息。

创建文件server.py并添加以下内容：

 import socket serv = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) serv.bind(('0.0.0.0', 8080)) serv.listen(5) while True: conn, addr = serv.accept() from_client = '' while True: data = conn.recv(4096) if not data: break from_client += data.decode('utf8') print (from_client) conn.send("I am SERVER\n".encode()) conn.close() print ('client disconnected and shutdown')

Server.py将套接字对象绑定到端口 8080 上的主机名 (localhost)，并持续侦听新的客户端连接。当客户端连接到这个地址时，服务器接受连接并读取任何数据。

一旦从客户端成功读取数据，服务器提供数据响应，此时客户端终止连接。

要自己对此进行测试，请同时打开两个终端窗口。在一个窗口中，运行：

 python3 server.py

在第二个窗口中，运行：

 python3 client.py

请注意，服务器会继续运行，并且会在您每次运行客户端并附加任何新输出时建立一个新连接。

客户端会将“I am CLIENT”字符串发送到服务器并等待回复。服务器将读取客户端的消息，将其输出到终端，并向客户端发回响应。

使用 PubNub 在 Python 中进行套接字编程

到目前为止，本教程涵盖了服务器和客户端之间的消息交换，但是如果您需要在 Python 客户端之间直接通信怎么办？

直接在两个或多个客户端设备之间发送数据很棘手，因为随着设备数量的增加，您会遇到许多扩展和安全问题。

客户端-服务器架构用于调节和管理客户端到客户端的通信。如果您没有 Web 服务器，或者您担心服务器会扩展以满足应用程序的需求，您应该选择托管的实时通信解决方案，例如PubNub 。

PubNub 的跨平台 SDK，包括Python ，可以识别用户并将消息发送到特定频道，只有订阅的客户才会收到。

客户端到客户端 Python 套接字编程

那么，如何使用 PubNub 编写前面介绍的简单应用程序以在两个客户端之间直接交换消息？必须理解，尽管 PubNub 使用“发布”和“订阅”架构 (pub/sub) 在端点之间发送和接收双向消息，但它仍然在幕后使用套接字。 PubNub 为您提供了套接字通信的好处，而无需担心 Python 网络编程的细节，并且无论操作系统如何，都可以在客户端之间保持始终在线的连接。

要将 PubNub 集成到项目中，请在终端中使用 pip 安装 PubNub 包；这将允许您使用PubNub Python SDK并与 PubNub 基础设施通信。

 pip3 install 'pubnub>=7.1.0'

您将需要创建两个客户端来连接到 PubNub 网络并通过其进行通信。创建文件pn_client_1.py并添加以下代码：

 from pubnub.callbacks import SubscribeCallback from pubnub.enums import PNStatusCategory from pubnub.pnconfiguration import PNConfiguration from pubnub.pubnub import PubNub import time import os pnconfig = PNConfiguration() userId = os.path.basename(__file__) pnconfig.publish_key = 'demo' pnconfig.subscribe_key = 'demo' pnconfig.user_id = userId pnconfig.ssl = True pubnub = PubNub(pnconfig) def my_publish_callback(envelope, status): # Check whether request successfully completed or not if not status.is_error(): pass class MySubscribeCallback(SubscribeCallback): def presence(self, pubnub, presence): pass def status(self, pubnub, status): pass def message(self, pubnub, message): if message.publisher == userId : return print ("from device " + message.publisher + ": " + message.message) pubnub.add_listener(MySubscribeCallback()) pubnub.subscribe().channels("chan-1").execute() ## publish a message while True: msg = input("") if msg == 'exit': os._exit(1) pubnub.publish().channel("chan-1").message(str(msg)).pn_async(my_publish_callback)

创建文件pn_client_2.py并添加与用于pn_client_1.py相同的代码

上面的代码使用“演示”密钥，但您可以免费获得自定义 PubNub 密钥。

在两个不同的终端窗口中同时运行pn_client_1.py和pn_client_2.py

 python3 pn_client_1.py

 python3 pn_client_2.py

每个客户端初始化其与 PubNub 网络的连接，并订阅在新消息发布到chan-1通道时接收它们。您可以将其视为通过 Python 中的 TCP 套接字发送数据；在幕后，PubNub 正在为您创建和管理套接字，并将您的消息路由到所有正在侦听它的客户端。一旦远程客户端收到消息，收到的消息就会显示在命令行上。

这就是它的全部！有关使用 PubNub 进行开发的更多信息，请查看我们的教程系列。或者，查看PubNub 交互式实时导览，了解该平台如何为应用程序提供实时交互。 PubNub 支持 TCP 和 UDP 数据报通信，以及 Linux、Unix 和 Windows。

也发布在这里：https: //www.pubnub.com/blog/socket-programming-in-python-client-server-p2p/