Python3 网络编程

Python3 学习笔记 · 整理自菜鸟教程

一句话

Python 通过 socket 模块实现基于 TCP/UDP 的网络通信，socket 是应用层与传输层之间的编程接口，负责建立连接、收发数据。

要点

  • 两个核心协议：TCP（可靠、面向连接，如网页、文件传输）和 UDP（不可靠、无连接，如视频、DNS）。
  • socket.socket(family, type) 创建套接字：AF_INET（IPv4）、SOCK_STREAM（TCP）、SOCK_DGRAM（UDP）。
  • TCP 服务端四步：bind 绑定地址 → listen 监听 → accept 接受连接 → recv/send 收发。
  • TCP 客户端三步：connect 连接 → send/recv 收发 → close 关闭。
  • UDP 不需要连接：服务端 bind 后用 recvfrom/sendto，客户端直接 sendto/recvfrom。
  • 数据以字节（bytes）传输，收发都要 encode/decode。
  • 服务端常开多线程或多进程处理多客户端（见 45-Python3多线程）。

语法 / 常用方法

语法/方法 说明 示例
socket.socket(family, type) 创建套接字 s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
s.bind((host, port)) 绑定 IP 和端口 s.bind(('127.0.0.1', 9999))
s.listen(n) 开始监听，n 为最大等待连接数 s.listen(5)
s.accept() 接受连接，返回 (客户端socket, 地址) conn, addr = s.accept()
s.connect((host, port)) 客户端连接服务器 s.connect(('127.0.0.1', 9999))
s.send(data) / s.sendall(data) 发送字节数据，sendall 确保全发 conn.sendall(b'hello')
s.recv(bufsize) 接收数据，返回 bytes data = conn.recv(1024)
s.recvfrom(bufsize) UDP 接收，返回 (数据, 地址) data, addr = s.recvfrom(1024)
s.sendto(data, addr) UDP 发送到指定地址 s.sendto(b'hi', addr)
s.close() 关闭套接字 s.close()
s.settimeout(t) 设置超时秒数，超时抛 socket.timeout s.settimeout(5)
socket.gethostname() 获取本机主机名 socket.gethostname()
socket.gethostbyname(name) 域名解析为 IP socket.gethostbyname('www.baidu.com')
with socket.socket(...) as s 上下文管理，自动关闭 with socket.socket() as s:

代码示例

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# ---------- TCP 服务端 ----------
import socket

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('127.0.0.1', 9999))   # 本机端口 9999
server.listen(5)
print('服务端已启动，等待连接...')

while True:
    conn, addr = server.accept()          # 阻塞等待客户端
    print('客户端接入:', addr)
    conn.sendall(b'Welcome to Python TCP!')  # 发送字节
    data = conn.recv(1024).decode('utf-8')   # 接收并解码
    print('收到:', data)
    conn.close()
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# ---------- TCP 客户端 ----------
import socket

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('127.0.0.1', 9999))
msg = client.recv(1024).decode('utf-8')
print('服务器说:', msg)
client.sendall('你好，服务器'.encode('utf-8'))
client.close()
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# ---------- UDP 通信（无连接） ----------
import socket

# 服务端
udp_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
udp_server.bind(('127.0.0.1', 8888))
data, addr = udp_server.recvfrom(1024)
print('UDP 收到:', data.decode(), '来自', addr)
udp_server.sendto(b'pong', addr)

# 客户端
udp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
udp_client.sendto('ping'.encode(), ('127.0.0.1', 8888))
resp, _ = udp_client.recvfrom(1024)
print('UDP 响应:', resp.decode())

易错点

  • recv 可能一次收不全（TCP 流式），大消息要循环接收或约定长度/结束标记。
  • send 不保证一次发完，可靠发送用 sendall。
  • 端口被占用会报 Address already in use，换端口或先关掉旧进程。
  • 收发的是 bytes：字符串必须 .encode()，收回来要 .decode()，编码不一致会乱码。
  • 服务端 accept 是阻塞的，单线程只能服务一个客户端，需多线程处理。
  • 网络异常（对方断开）会抛异常，客户端代码要加 try/except，防止程序崩溃。