Python多线程TCP服务器实现详解:端口配置与连接处理
本文介绍基于Python的多线程TCP服务器实现方案,适用于传感器数据收集等场景。通过socket和threading模块,配置监听端口8125,支持多设备并发连接。代码包含端口复用、连接监听及独立线程处理业务逻辑,确保I/O不阻塞,适合测试环境部署。
本文分享一个基于多线程的TCP服务器示例,供读者参考。
背景与需求分析
背景说明:某公司传感器设备需将采集数据发送至服务器。初期为测试使用效果,计划开发简易服务器。鉴于数据重要性,决定采用TCP协议保障传输可靠性。
由于仅用于测试阶段,选用多线程方案以节省系统资源。相比协程可能引发的I/O阻塞问题,多线程在此场景下更为合适。
直接展示实现代码。
服务器使用说明
一、tcp_server_v1.0使用说明:
1.运行环境:需Python3解释器,并安装socket和threading模块; 2.该版本通过多线程机制实现多任务处理; 3.支持多台设备同时连接,并提供并发服务。
代码逻辑架构
二、代码逻辑架构:
指定服务器监听端口为8125。 定义一个服务器类。 实例化服务器对象。 调用服务器对象中的方法启动服务。
初始化服务器属性
1 初始化服务器属性(def __init__)
1.1 创建TCP套接字。 1.2 解决程序重启时的端口占用问题。 1.3 绑定本地IP地址。 1.4 将套接字设置为监听模式,最大连接数限制为100。
设备连接主循环
2 定义设备连接主循环(def run_forever)
2.1 进入无限循环。 2.2 等待设备连接... 2.2.1 当设备连接成功,打印设备的IP和端口信息。 2.2.2 创建新线程,调用业务处理方法,为该设备提供独立服务。
业务处理方法
3 业务处理方法(def service_machine)
3.1 进入数据接收循环。 3.2 等待接收设备发送的数据...
3.2.1 当服务器接收到数据时: 3.2.2 判断数据是否为空。 否:打印数据内容,执行业务处理,将处理后的结果返回给设备。 是:打印设备断开连接信息,退出循环,关闭该设备的套接字。
代码实现
具体代码实现如下:
#!C:\Python3.6.5\python.exe
# -*- coding: gbk -*-
import socket
import threading
class WSGIServer(object):
def __init__(self, port):
"""初始化对象"""
# 创建套接字
self.tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 解决程序端口占用问题
self.tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
# 绑定本地ip地址
self.tcp_server_socket.bind(("", port))
# 将套接字变为监听套接字,最大连接数量为100
self.tcp_server_socket.listen(100)
def run_forever(self):
"""设备连接"""
while True:
# 1.等待设备连接(通过ip地址和端口建立tcp连接)
# 如果有设备连接,则会生成用于设备和服务器通讯的套接字:new_socket
# 会获取到设备的ip地址和端口
new_socket, client_addr = self.tcp_server_socket.accept()
print("设备{0}已连接".format(client_addr))
# 2.创建线程处理设备的需求
t1 = threading.Thread(target=self.service_machine, args=(new_socket, client_addr))
t1.start()
def service_machine(self, new_socket, client_addr):
"""业务处理"""
while True:
# 3.接收设备发送的数据,单次最大1024字节,按‘gbk'格式解码
receive_data = new_socket.recv(1024).decode("gbk")
# 4.如果设备发送的数据不为空
if receive_data:
# 4.1 打印接收的数据,这里可以将设备发送的数据写入到文件中
# 获取设备的ID信息
print(receive_data)
if receive_data[0:6] == "report":
response = "SET OK:" + receive_data
else:
receive_data = receive_data[6:].split(",")[0]
# 拼接响应数据
response = "alarm=" + receive_data + ",Switch:clear"
print(response)
# 4.2 返回原数据作为应答,按‘utf-8'格式编码
new_socket.send(response.encode("utf-8"))
# 5.当设备断开连接时,会收到空的字节数据,判断设备已断开连接
else:
print('设备{0}断开连接...'.format(client_addr))
break
# 关闭套接字
new_socket.close()
def main(port):
"""创建一个WEB服务器"""
wsgi_server = WSGIServer(port)
print("服务器已开启")
wsgi_server.run_forever()
if __name__ == '__main__':
port = 8125 # 指定端口
main(8125)
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