Python 创建简单的 TCP 服务器（socket 库）

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Python 创建简单的 TCP 服务器（socket 库）

在现代网络编程中，TCP 协议是一种广泛使用的通信协议，它提供了可靠的、面向连接的服务。Python 提供了内置的 socket 模块，可以轻松实现基于 TCP 的服务器和客户端。本文将介绍如何使用 Python 的 socket 库创建一个简单的 TCP 服务器。

什么是 TCP 协议？

TCP（Transmission Control Protocol）是一种传输层协议，用于在网络中提供可靠的数据传输。它通过建立连接、确认数据包的接收以及重传丢失的数据包来确保数据的完整性。与 UDP 不同，TCP 是面向连接的协议，这意味着在发送数据之前需要先建立连接。

使用 Python 创建 TCP 服务器

Python 的 socket 模块是实现网络通信的核心工具。下面我们将逐步讲解如何使用该模块创建一个简单的 TCP 服务器。

1. 导入必要的库

首先，我们需要导入 socket 模块，这是所有网络编程的基础。

import socket
    

2. 创建套接字对象

使用 socket.socket() 函数创建一个套接字对象。这个函数的第一个参数指定地址族（通常是 AF_INET 表示 IPv4），第二个参数指定套接字类型（这里是 SOCK_STREAM 表示 TCP）。

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    

3. 绑定地址和端口

接下来，我们需要将套接字绑定到一个特定的 IP 地址和端口号上。这可以通过 bind() 方法完成。

server_socket.bind(('localhost', 12345))
    

这里我们绑定了本地主机（localhost）的 12345 端口。

4. 监听连接

使用 listen() 方法让服务器开始监听传入的连接请求。通常我们会指定一个队列长度，表示同时等待处理的最大连接数。

server_socket.listen(5)
print("服务器已启动，正在监听...")
    

5. 接受连接

当有客户端尝试连接时，服务器会接受连接并返回一个新的套接字对象，用于与客户端通信。

client_socket, client_address = server_socket.accept()
print(f"客户端 {client_address} 已连接")
    

6. 接收和发送数据

一旦连接建立，我们可以使用 recv() 和 sendall() 方法分别接收和发送数据。

data = client_socket.recv(1024)
print(f"收到消息: {data.decode('utf-8')}")

response = "你好，客户端！"
client_socket.sendall(response.encode('utf-8'))
    

7. 关闭连接

处理完客户端请求后，记得关闭套接字以释放资源。

client_socket.close()
server_socket.close()
    

完整代码示例

以下是完整的 TCP 服务器代码：

import socket

# 创建套接字对象
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定地址和端口
server_socket.bind(('localhost', 12345))

# 开始监听
server_socket.listen(5)
print("服务器已启动，正在监听...")

while True:
    # 接受连接
    client_socket, client_address = server_socket.accept()
    print(f"客户端 {client_address} 已连接")

    try:
        # 接收数据
        data = client_socket.recv(1024)
        if not data:
            break
        print(f"收到消息: {data.decode('utf-8')}")

        # 发送响应
        response = "你好，客户端！"
        client_socket.sendall(response.encode('utf-8'))
    finally:
        # 关闭连接
        client_socket.close()

server_socket.close()
    

总结

通过本文，我们学习了如何使用 Python 的 socket 库创建一个简单的 TCP 服务器。从创建套接字到处理客户端请求，每个步骤都相对简单且直观。当然，实际应用中可能需要更复杂的逻辑，例如多线程或多进程来支持并发连接，但这已经超出了本文的范围。

希望这篇文章能帮助你快速入门 Python 的网络编程！如果你有任何问题或建议，请随时留言交流。

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