这一篇教程，我们通过例子对网络编程相关的一些模块进行简单的了解。
一、socket模块
通过socket模块，我们能够创建服务器和客户端。
这里我们需要使用socket模块中的socket()函数，这个函数能够使用给定的地址族、套接字类型和协议号创建一个新的套接字。
- 地址族：默认为socket.AF_INET，指定使用IPv4 网络协议；如果填入socket.AF_INET6，则能够使用IPv6 网络协议。
- 套接字类型：默认为socket.SOCK_STREAM，指定使用TCP协议的套接字流类型；如果填入socket.SOCK_DGRAM，则是使用UDP的套接字数据报类型。
- 协议号：默认为0。
创建一个普通的套接字，可以省略所有参数。
当创建了一个套接字，就需要使用bind()方法为其绑定主机地址和端口号，以便能够进行连接。
并且，我们还需要通过listen()方法，指定套接字最大等待连接数。也就是客户端与服务器连接时，允许有多少个客户端同时等待连接。当等待连接的数量超出最大限制数量时，后发起连接的客户端会被拒绝连接。
服务器与客户端的连接通过accept()方法完成，这个方法能够返回一个SSL（Secure Sockets Layer 安全套接层）通道和客户端的IP地址。
通过SSL通道，我们可以实现服务器和客户端的通信。
import socket
skt = socket.socket() # 创建套接字对象
host = '127.0.0.1' # 指定主机IP地址
port = 6666 # 指定连接端口号
skt.bind((host, port)) # 为套接字对象绑定主机名称与端口号
skt.listen(3) # 设置套接字最大等待连接数
while True:
print('等待连接...')
ssl, addr = skt.accept() # 获取服务器端的SSL通道和远程客户端的地址
print('连接到：', addr)
cname = ssl.recv(1024).decode() # 获取客户端发来的信息
ssl.send('欢迎来自{0}的{1}'.format(addr, cname).encode()) # 通过SSL通道发送信息
print('关闭连接...')
ssl.close() # 关闭SSL通道
如上方代码所示，一个简单的服务器，我们只需要以下几个步骤：
- 创建套接字对象：socke()
- 绑定主机与端口：bind()
- 设置等待连接数：listen()
- 接收客户端连接：accept()
在此基础上，就能够进行更多的操作。例如，示例代码中通过send()方法向客户端发送信息、通过recv()方法接收服务器发送的信息以及通过close()方法关闭与客户端的连接。
在使用send()方法和recv()方法时，注意进行编解码的操作。
send()方法参数为发送的数据。
recv()方法的参数是一次读取的字节数量，如果没有特别的要求或无法确定，不妨就写1024。
但是，只有服务器的话，我们无法验证这个服务器能否正常的工作。
我们再来创建一个客户端。
相对于服务器，客户端的创建非常简单，只需要创建一个套接字，然后通过connect()方法向服务器请求连接。
当连接到服务器之后，即可与服务器进行通信。
示例代码：（客户端）
import socket
skt = socket.socket() # 创建套接字对象
host = '127.0.0.1' # 指定要连接到的主机IP地址
port = 6666 # 指定连接端口号
skt.connect((host, port)) # 发起连接
print('接收信息：', skt.recv(1024).decode()) # 接收来自服务器端的信息
以上两段代码，创建了简单的服务器和客户端。
我们可以运行服务器，然后运行多个客户端进行测试。
在PyCharm中，可以在客户端的编辑区多次按下快捷键<Ctrl>+<Shift>+<F10>启动多个客户端。
当服务器启动之后，会显示“等待连接…”。
当第一个客户端启动之后，会显示类似“连接到： (‘127.0.0.1’, 57409)”的信息。
当完成数据的发送之后，会显示“关闭连接…”。
而能够与服务器正常连接的客户端，会显示类似“接收信息： 欢迎你，(‘127.0.0.1’, 57337)”的信息（注意进行解码）。
不能够与服务器进行连接的客户端，会抛出连接拒绝异常“ConnectionRefusedError: [WinError 10061] 由于目标计算机积极拒绝，无法连接。”。
二、socketserver模块
除了使用socket模块能够创建服务器，通过socketserver模块也能够创建服务器。
socketserver模块的TCPServer类和UDPServer类分别针对TCP套接字流和UDP套接字数据报。
仍然以TCP服务器的创建举例。
在这个socketserver模块中有这样对请求进行处理的类。
如果使用socketserver模块创建一个服务器，我们需要创建一个对请求进行处理的类，继承StreamRequestHandler类，并重写请求处理方法handle()。
这样，当服务器接收到一个客户端连接发来的请求时，就实例化一个对请求进行处理的类，并调用实例中的请求处理方法进行处理。
另外，当服务器与客户端进行通信时，我们可以使用以下方法：
- self.request.recv()：接收客户端连接请求中发来的信息
- self.rfile.readline()：读取客户端发来的信息
- self.request.send()：向客户端连接请求发送信息（可能多次发送，直至完成）
- self.request.sendall()：向客户端连接请求发送信息（一次全部发送）
- self.wfile.write()：向客户端写入并发送信息
rfile和wfile是StreamRequestHandler类的两个属性，通过这两个属性能够进行写入与读取，所以通过这两个类文件对象（file-like Object）就能够实现服务器和客户端的通信。
提示：Python中的类文件对象（file-like object）是指实现了read()方法或write()的对象。根据创建的方式，一个文件对象可以是一个真正的磁盘文件，也可以是对存储或通信设备的访问（例如标准输入/输出、内存缓冲区、套接字、管道等）。所以，文件对象也可称为类文件对象或流。
示例代码：（服务端）
from socketserver import TCPServer, StreamRequestHandler
class Handler(StreamRequestHandler): # 定义类继承对数据流请求处理的类
def handle(self): # 定义处理方法
addr = self.client_address # 获取客户端地址
print('处理来自%s的连接...' % (addr,))
cname = self.request.recv(1024).decode() # 获取客户端发来的信息
# cname=self.rfile.readline().decode() # 获取客户端发来的信息
self.request.sendall('欢迎来自{0}的{1}'.format(addr, cname).encode()) # 向客户端发送信息
# self.request.send('欢迎来自{0}的{1}'.format(addr, cname).encode()) # 向客户端发送信息
# self.wfile.write('欢迎来自{0}的{1}'.format(addr, cname).encode()) # 向客户端发送信息
server = TCPServer(('', 6666), Handler) # 实例化TCP服务器对象
server.serve_forever() # 持久运行服务器
不过，前两个服务端示例代码我们通过测试能够知道，多个客户端与服务器的连接是按顺序进行的。
在一个客户端的连接未执行结束之前，无法进行下一个客户端的连接。
这样的服务器端编程称为阻塞或同步网络编程。
那么，如何实现非阻塞的网络编程，或者说异步网络编程呢？
对于通过socketserver模块创建的服务器，我们可以使用多线程实现多连接的处理。
通过创建一个新的服务器类，继承ThreadingMixIn类和 TCPServer类，就能够完成多连接并发的处理。
示例代码：
from socketserver import TCPServer, StreamRequestHandler, ThreadingMixIn # 导入ThreadingMixIn类
import threading
class Server(ThreadingMixIn, TCPServer): #创建服务器类(注意继承顺序)
pass # 无需添加代码
class Handler(StreamRequestHandler):
def handle(self):
addr = self.client_address
print('线程%s处理来自%s的连接...' % (threading.current_thread().name, addr))
cname = self.request.recv(1024).decode()
self.request.sendall('欢迎来自{0}的{1}'.format(addr, cname).encode())
server = Server(('', 6666), Handler) # 实例化服务器对象
server.serve_forever()
三、select模块
通过socket模块创建的服务器，我们可以使用select模块来实现多连接并发的处理。
我们来看一个例子，这个例子实现下述功能：
- 客户端向服务器发送需要翻译的汉字，服务器端将相应的翻译结果（英文单词）发送回客户端。
- 如果没有相应的翻译结果，服务器端发回信息：未找到对应的英文单词！
- 如果客户端未发送的信息为空值或“exit”，能够关闭服务器。
首先，我们先编写客户端的代码。
示例代码：（客户端）
import socket
s = socket.socket() # 创建套接字
host = socket.gethostname()
port = 6666
s.connect((host, port)) # 向服务器端请求连接
while True:
char = input('输入中文：') # 获取用户输入
s.send(char.encode()) # 编码后发送到服务器端
if char in ['exit', '']: # 如果发送的内容为"exit"或空值
break # 跳出循环，结束程序
print('英文单词：', s.recv(1024).decode()) # 显示输出来自服务器端的信息
接下来，编写服务器端的代码。
先定义一个翻译功能的函数。
示例代码：（服务器端）
import socket, select
def translate(char): # 定义翻译功能的函数
my_dict = {'你': 'you', '我': 'me', '他': 'he'} # 定义可翻译的内容
if char not in my_dict: # 如果字典中不包含客户端发来的汉字
return '未找到对应的英文单词！' # 返回提示信息
else: # 否则
return my_dict[char] # 返回翻译结果
再创建套接字，绑定主机地址与端口，并设置最大等待连接数。
示例代码：
s = socket.socket() # 创建套接字 host = socket.gethostname() # 获取主机名 port = 6666 # 指定端口号 s.bind((host, port)) # 套接字绑定主机名与端口号 s.listen(5) # 指定最大等待连接数
然后，通过select模块实现异步I/O。
这里，我们使用select.select(rlist, wlist, xlist[, timeout])函数。
这个函数的三个必填参数均为序列，序列中为“等待的对象”，可选参数为数字：
- rlist：一个列表，包含等待直到能够读取的对象；可以为空列表。
- wlist：一个列表，包含等待直到能够写入的对象；可以为空列表。
- xlist：一个列表，包含等待出现一个“异常状态”的对象；可以为空列表。
- timeout：连接超时的时长，值为秒的浮点数；省略此参数时，函数将阻塞，直到至少一个“等待的对象”准备好；如果参数为0，则从不阻塞。
函数的返回值是一个元组，包含3个已经准备好的对象的列表，当没有准备好的对象或连接超时，则返回3个空列表。
示例代码：
inputs = [s] # 创建等待能够读取对象的列表，默认包含等待连接的套接字。
while True:
print('等待连接...')
rs, ws, xs = select.select(inputs, [], []) # 获取已经准备好的对象列表
for r in rs: # 遍历已经准备好的可读取对象列表
if r is s: # 如果列表元素是套接字对象
ssl, addr = r.accept() # 等待客户端连接
print('连接到：', addr)
print(type(ssl))
inputs.append(ssl) # 连接成功后，将SSL通道对象添加到等待可读对象列表
else: # 否则(对象是SSL通道)
try:
char = r.recv(1024).decode() # 通过SSL通道接收来自客户端的信息
if char in ['', 'exit']: # 判断信息内容是否空值或“exit”
print(addr, '主动关闭连接！')
inputs.remove(r) # 从等待可读取对象的列表中移除SSL通道对象
else: # 否则
r.send(translate(char).encode()) # 通过SSL通道向客户端发送翻译结果
print('完成任务...')
except: # 捕获连接出现的异常
print(addr, '异常断开连接！')
inputs.remove(r) # 从等待可读取对象的列表中移除SSL通道对象
当我们启动上方的服务器和多个客户端，就能够看到任何一个客户端都能够即时与服务器进行连接，而无需等待前一个发起连接的客户端连接结束。
本节知识点：
1、使用socket模块实现服务器和客户端的连接；
2、使用select模块进行异步网络编程。
本节英文单词与中文释义：
1、AF（address family的简写）：地址族
2、stream：流
3、DGRAM（datagram的简写）：数据报
4、iNET（integrated Network Enhanced Telemetry的简写：遥测网络体系结构和标准，代指一切支持IP协议的网络。
5、translate：翻译
6、recv（receive的简写）：收到
7、connect：连接
8、refuse：拒绝
9、host：主机
10、timeout：超时
11、char（character的简写）：字符
12、secure：安全
13、layer：层
14、bind：绑定
15、port：端口
16、request：请求
17、handle：处理
18、mix in：混合
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