Python 网络编程

搞懂Python线程创建、同步的用法

计算机网络是独立自主的计算机互联而成的系统的总称，组建计算机网络最主要的目的是实现多台计算机之间的通信和资源共享。今天计算机网络中的设备和计算机网络的用户已经多得不可计数，而计算机网络也可以称得上是一个“复杂巨系统”，下面我们一起了解下计算机网络知识。

HTTP（超文本传输协议）

HTTP是超文本传输协议（Hyper-Text Transfer Proctol）的简称，维基百科上对HTTP的解释是：超文本传输协议是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议，它是万维网数据通信的基础，设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法，通过HTTP或者HTTPS（超文本传输安全协议）请求的资源由URI（统一资源标识符）来标识。关于HTTP的更多内容，我们推荐阅读阮一峰老师的《HTTP 协议入门》，简单的说，通过HTTP我们可以获取网络上的（基于字符的）资源，开发中经常会用到的网络API（有的地方也称之为网络数据接口）就是基于HTTP来实现数据传输的。

requests库

requests是一个基于HTTP协议来使用网络的第三库，使用requests库可以非常方便的使用HTTP，避免安全缺陷、冗余代码以及重复发明轮子。下面看一个具体实例。

代码运行前我们需要先通过pip安装requests及其依赖库。

pip install requests

如果使用PyCharm作为开发工具，可以直接在代码中书写import requests，然后通过代码修复功能来自动下载安装requests。

import requests
def main():
    # 填写远程地址
    resp = requests.get('https://www.lidihuo.com/animal.json')
    # 将服务器返回的JSON格式的数据解析为字典
    data_model = resp.text
    print(data_model)
if __name__ == '__main__':
    main()

Python 提供了两个级别访问的网络服务：

低级别的网络服务支持基本的 Socket，它提供了标准的 BSD Sockets API，可以访问底层操作系统Socket接口的全部方法。
高级别的网络服务模块 SocketServer，它提供了服务器中心类，可以简化网络服务器的开发。

什么是 Socket?

Socket又称"套接字"，应用程序通常通过"套接字"向网络发出请求或者应答网络请求，使主机间或者一台计算机上的进程间可以通讯。

socket()函数

Python 中，我们用 socket() 函数来创建套接字，语法格式如下：

socket.socket([family[, type[, proto]]])

参数

family: 套接字家族可以是 AF_UNIX 或者 AF_INET
type: 套接字类型可以根据是面向连接的还是非连接分为SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM
protocol: 一般不填默认为0.

Socket 对象(内建)方法

函数	描述
服务器端套接字
s.bind()	绑定地址（host,port）到套接字，在AF_INET下,以元组（host,port）的形式表示地址。
s.listen()	开始TCP监听。backlog指定在拒绝连接之前，操作系统可以挂起的最大连接数量。该值至少为1，大部分应用程序设为5就可以了。
s.accept()	被动接受TCP客户端连接,(阻塞式)等待连接的到来
客户端套接字
s.connect()	主动初始化TCP服务器连接，。一般address的格式为元组（hostname,port），如果连接出错，返回socket.error错误。
s.connect_ex()	connect()函数的扩展版本,出错时返回出错码,而不是抛出异常
公共用途的套接字函数
s.recv()	接收TCP数据，数据以字符串形式返回，bufsize指定要接收的最大数据量。flag提供有关消息的其他信息，通常可以忽略。
s.send()	发送TCP数据，将string中的数据发送到连接的套接字。返回值是要发送的字节数量，该数量可能小于string的字节大小。
s.sendall()	完整发送TCP数据，完整发送TCP数据。将string中的数据发送到连接的套接字，但在返回之前会尝试发送所有数据。成功返回None，失败则抛出异常。
s.recvfrom()	接收UDP数据，与recv()类似，但返回值是（data,address）。其中data是包含接收数据的字符串，address是发送数据的套接字地址。
s.sendto()	发送UDP数据，将数据发送到套接字，address是形式为（ipaddr，port）的元组，指定远程地址。返回值是发送的字节数。
s.close()	关闭套接字
s.getpeername()	返回连接套接字的远程地址。返回值通常是元组（ipaddr,port）。
s.getsockname()	返回套接字自己的地址。通常是一个元组(ipaddr,port)
s.setsockopt(level,optname,value)	设置给定套接字选项的值。
s.getsockopt(level,optname[.buflen])	返回套接字选项的值。
s.settimeout(timeout)	设置套接字操作的超时期，timeout是一个浮点数，单位是秒。值为None表示没有超时期。一般，超时期应该在刚创建套接字时设置，因为它们可能用于连接的操作（如connect()）
s.gettimeout()	返回当前超时期的值，单位是秒，如果没有设置超时期，则返回None。
s.fileno()	返回套接字的文件描述符。
s.setblocking(flag)	如果flag为0，则将套接字设为非阻塞模式，否则将套接字设为阻塞模式（默认值）。非阻塞模式下，如果调用recv()没有发现任何数据，或send()调用无法立即发送数据，那么将引起socket.error异常。
s.makefile()	创建一个与该套接字相关连的文件

简单实例

服务端

我们使用 socket 模块的
socket 函数来创建一个 socket 对象。socket 对象可以通过调用其他函数来设置一个 socket 服务。

现在我们可以通过调用
bind(hostname, port) 函数来指定服务的
port(端口)。

接着，我们调用 socket 对象的
accept 方法。该方法等待客户端的连接，并返回
connection 对象，表示已连接到客户端。

完整代码如下：

# 文件名：server.py
# 导入 socket、sys 模块
import socket
import sys
# 创建 socket 对象
serversocket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 获取本地主机名
host = socket.gethostname()
port = 9999
# 绑定端口号
serversocket.bind((host, port))
# 设置最大连接数，超过后排队
serversocket.listen(5)
while True:
    # 建立客户端连接
    clientsocket,addr = serversocket.accept()
    print("连接地址: %s" % str(addr))
    msg='您好，欢迎来到立地货网站！'+ "\r\n"
    clientsocket.send(msg.encode('utf-8'))
    clientsocket.close()

客户端

接下来我们写一个简单的客户端实例连接到以上创建的服务。端口号为 9999。

socket.connect(hosname, port) 方法打开一个 TCP 连接到主机为
hostname 端口为
port 的服务商。连接后我们就可以从服务端获取数据，记住，操作完成后需要关闭连接。

完整代码如下：

# 文件名：client.py
# 导入 socket、sys 模块
import socket
import sys
# 创建 socket 对象
s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 获取本地主机名
host = socket.gethostname()
# 设置端口号
port = 9999
# 连接服务，指定主机和端口
s.connect(host, port)
# 接收小于 1024 字节的数据
msg = s.recv(1024)
s.close()
print (msg.decode('utf-8'))

现在我们打开两个终端，第一个终端执行 server.py 文件：

$ python server.py

第二个终端执行 client.py 文件：

$ python client.py
您好，欢迎来到立地货网站

这时我们再打开第一个终端，就会看到有以下信息输出：

连接地址： ('192.168.0.22', 33397)

Python Internet 模块

以下列出了 Python 网络编程的一些重要模块：

协议	功能用处	端口号	Python 模块
HTTP	网页访问	80	httplib, urllib, xmlrpclib
NNTP	阅读和张贴新闻文章，俗称为"帖子"	119	nntplib
FTP	文件传输	20	ftplib, urllib
SMTP	发送邮件	25	smtplib
POP3	接收邮件	110	poplib
IMAP4	获取邮件	143	imaplib
Telnet	命令行	23	telnetlib
Gopher	信息查找	70	gopherlib, urllib

发送电子邮件

在即时通信软件如此发达的今天，电子邮件仍然是互联网上使用最为广泛的应用之一，而这些任务应该都是由程序自动完成的。发送邮件要使用SMTP（简单邮件传输协议），它规定了邮件的发送者如何跟发送邮件的服务器进行通信的细节，而Python中的smtplib模块将这些操作简化成了几个简单的函数。下面的代码演示了如何在Python发送邮件。

from smtplib import SMTP
from email.header import Header
from email.mime.text import MIMEText
def main():
    # 请自行修改下面的邮件发送者和接收者
    sender = 'xxx@163.com'
    receivers = ['xxxxx@163.com', 'yxyxxy@163.com']
    message = MIMEText('用Python发送邮件的示例代码.', 'plain', 'utf-8')
    message['From'] = Header('Tom', 'utf-8')
    message['To'] = Header('Jack', 'utf-8')
    message['Subject'] = Header('示例代码实验邮件', 'utf-8')
    smtper = SMTP('smtp.163.com')
    # 请自行修改下面的登录口令
    smtper.login(sender, 'secretpass')
    smtper.sendmail(sender, receivers, message.as_string())
    print('邮件发送完成!')
if __name__ == '__main__':
    main()

发送带有附件的邮件

from smtplib import SMTP
from email.header import Header
from email.mime.text import MIMEText
from email.mime.image import MIMEImage
from email.mime.multipart import MIMEMultipart
import urllib
def main():
    # 创建一个带附件的邮件消息对象
    message = MIMEMultipart()

    # 创建文本内容
    text_content = MIMEText('销售额数据在附件中，请查收，有问题随时联系！', 'plain', 'utf-8')
    message['Subject'] = Header('第一季度销售额数据', 'utf-8')
    # 将文本内容添加到邮件消息对象中
    message.attach(text_content)
    # 读取文件并将文件作为附件添加到邮件消息对象中
    with open('/usr/local/sale.txt', 'rb') as f:
        txt = MIMEText(f.read(), 'base64', 'utf-8')
        txt['Content-Type'] = 'text/plain'
        txt['Content-Disposition'] = 'attachment; filename=hello.txt'
        message.attach(txt)
    # 读取文件并将文件作为附件添加到邮件消息对象中
    with open('/usr/local/sale.xlsx', 'rb') as f:
        xls = MIMEText(f.read(), 'base64', 'utf-8')
        xls['Content-Type'] = 'application/vnd.ms-excel'
        xls['Content-Disposition'] = 'attachment; filename=month-data.xlsx'
        message.attach(xls)

    # 创建SMTP对象
    smtper = SMTP('smtp.163.com')
    # 开启安全连接
    # smtper.starttls()
    sender = 'xxxxx@163.com'
    receivers = ['xyyyxx@163.com']
    # 登录到SMTP服务器
    # 请注意此处不是使用密码而是邮件客户端授权码进行登录
    # 对此有疑问的读者可以联系自己使用的邮件服务器客服
    smtper.login(sender, 'secretpass')
    # 发送邮件
    smtper.sendmail(sender, receivers, message.as_string())
    # 与邮件服务器断开连接
    smtper.quit()
    print('发送完成!')
if __name__ == '__main__':
    main()

发送短信

发送短信也是项目中常见的功能，网站的注册码、验证码、营销信息基本上都是通过短信来发送给用户的。在下面的代码中使用了互亿无线短信平台发送短信的代码，商用短信发送读者可以根据自己的需要进行选择短信平台接入如下代码。

import urllib.parse
import http.client
import json
def main():
    host = "106.ihuyi.com"
    sms_send_uri = "/webservice/sms.php?method=Submit"
    # 下面的参数需要填入自己注册的账号和对应的密码
    params = urllib.parse.urlencode({'account': '你自己的账号', 'password' : '你自己的密码', 'content': '您的验证码是：147258。请不要把验证码泄露给其他人。', 'mobile': '接收者的手机号', 'format':'json' })
    print(params)
    headers = {'Content-type': 'application/x-www-form-urlencoded', 'Accept': 'text/plain'}
    conn = http.client.HTTPConnection(host, port=80, timeout=30)
    conn.request('POST', sms_send_uri, params, headers)
    response = conn.getresponse()
    response_str = response.read()
    jsonstr = response_str.decode('utf-8')
    print(json.loads(jsonstr))
    conn.close()
if __name__ == '__main__':
    main()

Python 继承

Python 解释器