Python网络编程：TCP客户端与服务端开发全流程解析

周予安

发布时间：2026-10-16 | 8人浏览过

原创

本文详细介绍Python中使用socket模块开发TCP网络应用程序的完整流程。涵盖客户端与服务端的创建、连接、数据收发及关闭步骤，解析socket类参数与方法，演示端口复用技巧，并深入剖析多任务服务端开发及Send/Recv缓冲区原理，帮助开发者掌握Python网络编程核心技能。

TCP客户端程序开发

回顾TCP客户端程序的开发步骤

首先需要创建客户端套接字对象。
接着，与服务器端的套接字建立连接。
连接建立后，向服务器发送数据。
随后，接收来自服务器的响应数据。
通信结束后，关闭客户端套接字以释放资源。

深入解析socket类的使用方法

在Python中，首先需要导入socket模块：import socket。

使用socket.socket(AddressFamily, Type)创建客户端socket对象。

该构造函数的参数含义如下：

AddressFamily指定IP地址类型，通常分为IPv4和IPv6。
Type指定传输协议类型，例如TCP或UDP。

socket对象提供的常用方法说明如下：

connect((host, port))用于与服务端套接字建立连接，其中host为服务器IP地址，port为应用程序的端口号。
send(data)用于发送数据，data参数需为二进制数据格式。
recv(buffersize)用于接收数据，buffersize指定每次接收数据的最大字节长度。

TCP客户端程序开发示例代码

import socket
if __name__ == '__main__':
    # 创建tcp客户端套接字
    # 1. AF_INET：表示ipv4
    # 2. SOCK_STREAM: tcp传输协议
    tcp_client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 和服务端应用程序建立连接
    tcp_client_socket.connect(("192.168.131.62", 8080))
    # 代码执行到此，说明连接建立成功
    # 准备发送的数据
    send_data = "你好服务端，我是客户端小黑!".encode("gbk")
    # 发送数据
    tcp_client_socket.send(send_data)
    # 接收数据, 这次接收的数据最大字节数是1024
    recv_data = tcp_client_socket.recv(1024)
    # 返回的直接是服务端程序发送的二进制数据
    print(recv_data)
    # 对数据进行解码
    recv_content = recv_data.decode("gbk")
    print("接收服务端的数据为:", recv_content)
    # 关闭套接字
    tcp_client_socket.close()

程序执行后的结果如下：

b'hello' 接收服务端的数据为: hello

代码中的关键说明如下：

str.encode(编码格式)用于将字符串转换为二进制编码。
data.decode(编码格式)用于将二进制数据解码为字符串。

在实际调试中，可以使用网络调试助手来充当服务端程序进行验证。

TCP服务端程序开发

回顾TCP服务端程序的开发步骤

第一步，创建服务端套接字对象。
第二步，为服务端绑定端口号。
第三步，设置监听模式。
第四步，等待并接受客户端的连接请求。
第五步，接收客户端发送的数据。
第六步，向客户端发送响应数据。
最后，关闭套接字以结束服务。

深入解析socket类在服务端的应用

同样需要先导入socket模块： import socket。

使用socket.socket(AddressFamily, Type)创建服务端socket对象。

参数说明与客户端类似：

AddressFamily表示IP地址类型，分为IPv4和IPv6。
Type表示传输协议类型。

服务端特有的方法说明如下：

bind((host, port))用于绑定端口号，host为IP地址，port为端口号。通常IP地址不指定，表示接受本机任何IP地址的连接。
listen(backlog)用于设置监听，backlog参数指定最大等待建立连接的队列长度。
accept()用于等待并接受客户端的连接请求。
send(data)用于发送数据，data为二进制数据。
recv(buffersize)用于接收数据，buffersize为每次接收数据的长度。

TCP服务端程序开发示例代码

import socket
if __name__ == '__main__':
    # 创建tcp服务端套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 设置端口号复用，让程序退出端口号立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True) 
    # 给程序绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 8989))
    # 设置监听
    # 128:最大等待建立连接的个数， 提示： 目前是单任务的服务端，同一时刻只能服务与一个客户端，后续使用多任务能够让服务端同时服务与多个客户端，
    # 不需要让客户端进行等待建立连接
    # listen后的这个套接字只负责接收客户端连接请求，不能收发消息，收发消息使用返回的这个新套接字来完成
    tcp_server_socket.listen(128)
    # 等待客户端建立连接的请求, 只有客户端和服务端建立连接成功代码才会解阻塞，代码才能继续往下执行
    # 1. 专门和客户端通信的套接字： service_client_socket
    # 2. 客户端的ip地址和端口号： ip_port
    service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
    # 代码执行到此说明连接建立成功
    print("客户端的ip地址和端口号:", ip_port)
    # 接收客户端发送的数据, 这次接收数据的最大字节数是1024
    recv_data = service_client_socket.recv(1024)
    # 获取数据的长度
    recv_data_length = len(recv_data)
    print("接收数据的长度为:", recv_data_length)
    # 对二进制数据进行解码
    recv_content = recv_data.decode("gbk")
    print("接收客户端的数据为:", recv_content)
    # 准备发送的数据
    send_data = "ok, 问题正在处理中...".encode("gbk")
    # 发送数据给客户端
    service_client_socket.send(send_data)
    # 关闭服务与客户端的套接字， 终止和客户端通信的服务
    service_client_socket.close()
    # 关闭服务端的套接字, 终止和客户端提供建立连接请求的服务
    tcp_server_socket.close()

程序执行后的结果如下：

客户端的ip地址和端口号: ('172.16.47.209', 52472) 接收数据的长度为: 5 接收客户端的数据为: hello

在实际测试中，可以使用网络调试助手来充当客户端程序进行交互。

TCP网络应用程序开发注意事项

TCP客户端程序与TCP服务端程序通信前，必须先建立连接。
TCP客户端程序通常不需要绑定端口号，因为客户端是主动发起连接的。
TCP服务端程序必须绑定端口号，否则客户端无法定位到该服务端。
调用listen后的套接字为被动套接字，仅负责接收新的客户端连接请求，不能用于收发消息。
当TCP客户端与TCP服务端连接成功后，TCP服务端会生成一个新的套接字，专门用于与该客户端收发消息。
关闭accept返回的套接字，意味着与该特定客户端的通信结束。
关闭listen后的套接字，意味着服务端主套接字关闭，这将导致新的客户端无法连接，但之前已成功连接的客户端仍可正常通信。
当客户端套接字调用close后，服务器端的recv会解除阻塞，返回的数据长度为0。服务端可通过返回数据长度判断客户端是否已下线。反之，若服务端关闭套接字，客户端的recv也会解除阻塞，返回的数据长度同样为0。

案例：多任务版TCP服务端程序开发

1. 需求分析

此前开发的TCP服务端程序仅能服务一个客户端，如何开发多任务版TCP服务端程序以同时服务多个客户端？

实现多任务可以使用线程，相比进程更加节省内存资源。

2. 具体实现步骤

编写一个TCP服务端程序，循环等待并接受客户端的连接请求。
当客户端与服务端建立连接成功后，创建子线程，使用子线程专门处理该客户端的请求，以防止主线程阻塞。
将创建的子线程设置为守护主线程，防止主线程因等待子线程而无法退出。

3. 多任务版TCP服务端程序的示例代码：

import socket
import threading
 
 
# 处理客户端的请求操作
def handle_client_request(service_client_socket, ip_port):
    # 循环接收客户端发送的数据
    while True:
        # 接收客户端发送的数据
        recv_data = service_client_socket.recv(1024)
        # 容器类型判断是否有数据可以直接使用if语句进行判断，如果容器类型里面有数据表示条件成立，否则条件失败
        # 容器类型: 列表、字典、元组、字符串、set、range、二进制数据
        if recv_data:
            print(recv_data.decode("gbk"), ip_port)
            # 回复
            service_client_socket.send("ok，问题正在处理中...".encode("gbk"))
 
        else:
            print("客户端下线了:", ip_port)
            break
    # 终止和客户端进行通信
    service_client_socket.close()
 
 
if __name__ == '__main__':
    # 创建tcp服务端套接字
    tcp_server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    # 设置端口号复用，让程序退出端口号立即释放
    tcp_server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, True)
    # 绑定端口号
    tcp_server_socket.bind(("", 9090))
    # 设置监听, listen后的套接字是被动套接字，只负责接收客户端的连接请求
    tcp_server_socket.listen(128)
    # 循环等待接收客户端的连接请求
    while True:
        # 等待接收客户端的连接请求
        service_client_socket, ip_port = tcp_server_socket.accept()
        print("客户端连接成功:", ip_port)
        # 当客户端和服务端建立连接成功以后，需要创建一个子线程，不同子线程负责接收不同客户端的消息
        sub_thread = threading.Thread(target=handle_client_request, args=(service_client_socket, ip_port))
        # 设置守护主线程
        sub_thread.setDaemon(True)
        # 启动子线程
        sub_thread.start()
 
 
    # tcp服务端套接字可以不需要关闭，因为服务端程序需要一直运行
    # tcp_server_socket.close()

程序执行结果如下：