Python 创建TCP服务器的方法
本文介绍如何使用Python的socketserver库创建TCP服务器。通过BaseRequestHandler和StreamRequestHandler实现基本通信，并讨论多线程、进程池处理并发连接及端口复用配置，最后展示基于socket库的低级实现。
Python 创建TCP服务器的方法
问题
你需要构建一个服务器，使其能够通过TCP协议与客户端进行数据通信。
解决方案
构建TCP服务器的一种简便方式是利用socketserver模块。以下示例展示了一个基础的应答服务器实现：
from socketserver import BaseRequestHandler, TCPServer
class EchoHandler(BaseRequestHandler):
def handle(self):
print('Got connection from', self.client_address)
while True:
msg = self.request.recv(8192)
if not msg:
break
self.request.send(msg)
if __name__ == '__main__':
serv = TCPServer(('', 20000), EchoHandler)
serv.serve_forever()在该代码片段中，你定义了一个特定的处理类，其中实现了handle()方法以响应客户端连接。request属性代表客户端的socket对象，而client_address则存储了客户端的地址信息。为了测试该服务器，请运行代码并启动另一个Python进程来连接此服务器：
>>> from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
>>> s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
>>> s.connect(('localhost', 20000))
>>> s.send(b'Hello')
5
>>> s.recv(8192)
b'Hello'
>>>在实际应用中，定义不同的处理器往往更加便捷。下面是一个使用StreamRequestHandler基类的示例，它为底层socket提供了一个类文件接口：
from socketserver import StreamRequestHandler, TCPServer
class EchoHandler(StreamRequestHandler):
def handle(self):
print('Got connection from', self.client_address)
# self.rfile is a file-like object for reading
for line in self.rfile:
# self.wfile is a file-like object for writing
self.wfile.write(line)
if __name__ == '__main__':
serv = TCPServer(('', 20000), EchoHandler)
serv.serve_forever()
讨论
socketserver模块使得创建简单的TCP服务器变得容易。然而，需要注意的是，默认情况下该服务器是单线程的，这意味着它一次只能为一个客户端连接提供服务。若需同时处理多个客户端，可以初始化ForkingTCPServer或ThreadingTCPServer对象。例如：
from socketserver import ThreadingTCPServer
if __name__ == '__main__':
serv = ThreadingTCPServer(('', 20000), EchoHandler)
serv.serve_forever()使用fork或线程服务器存在一个潜在问题，即为每个客户端连接创建一个新的进程或线程。由于客户端连接数通常没有限制，恶意黑客可能通过发送大量连接导致服务器崩溃。
若担心此问题，可以创建一个预先分配大小的工作线程池或进程池。首先创建一个普通的非线程服务器，然后在一个线程池中使用serve_forever()方法来启动它们：
if __name__ == '__main__':
from threading import Thread
NWORKERS = 16
serv = TCPServer(('', 20000), EchoHandler)
for n in range(NWORKERS):
t = Thread(target=serv.serve_forever)
t.daemon = True
t.start()
serv.serve_forever()通常情况下，TCPServer在实例化时会绑定并激活相应的socket。但有时你需要通过设置某些选项来调整底层socket，可以设置参数bind_and_activate=False。具体如下：
if __name__ == '__main__':
serv = TCPServer(('', 20000), EchoHandler, bind_and_activate=False)
# Set up various socket options
serv.socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
# Bind and activate
serv.server_bind()
serv.server_activate()
serv.serve_forever()上述socket选项是一个常见的配置项，它允许服务器重新绑定之前使用过的端口号。由于该选项使用频繁，它被放置在类变量中，可以直接在TCPServer上设置。在实例化服务器时设置其值，如下所示：
if __name__ == '__main__':
TCPServer.allow_reuse_address = True
serv = TCPServer(('', 20000), EchoHandler)
serv.serve_forever()在上面的示例中，我们演示了两种不同的处理器基类（BaseRequestHandler和StreamRequestHandler）。StreamRequestHandler更加灵活，能通过设置其他类变量来支持一些新特性。例如：
import socket
class EchoHandler(StreamRequestHandler):
# Optional settings (defaults shown)
timeout = 5 # Timeout on all socket operations
rbufsize = -1 # Read buffer size
wbufsize = 0 # Write buffer size
disable_nagle_algorithm = False # Sets TCP_NODELAY socket option
def handle(self):
print('Got connection from', self.client_address)
try:
for line in self.rfile:
# self.wfile is a file-like object for writing
self.wfile.write(line)
except socket.timeout:
print('Timed out!')最后，还需注意绝大部分Python的高层网络模块（如HTTP、XML-RPC等）都是建立在socketserver功能之上。也就是说，直接使用socket库来实现服务器也并不是很难。以下是一个使用socket直接编程实现的服务器简单例子：
from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM
def echo_handler(address, client_sock):
print('Got connection from {}'.format(address))
while True:
msg = client_sock.recv(8192)
if not msg:
break
client_sock.sendall(msg)
client_sock.close()
def echo_server(address, backlog=5):
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)
sock.bind(address)
sock.listen(backlog)
while True:
client_sock, client_addr = sock.accept()
echo_handler(client_addr, client_sock)
if __name__ == '__main__':
echo_server(('', 20000))以上就是Python 创建TCP服务器的方法的详细内容，更多关于Python 创建TCP服务器的资料请关注本站其它相关文章！
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