大家学习socket正是为了成功C/S架构的开采公海赌船网址

一、客户端/服务器架设

  互联网中随处都应当了C/S架构,大家学习socket就是为了成功C/S架构的费用。

二、scoket与互联网协议

  如若想要完成互联网通讯大家须要对tcpip,http等重重网络文化有相比深入的学习现在才有这么的手艺,然而对于大家先后开拓程序猿来讲是一件长久的刻钟,所以就有了包装比较好的socket来帮我们缓慢解决这几个标题,使得大家的关心点不再是乱套的网络协议等主题素材。socket已经为我们封装好了,大家只须求依据socket的明确去编制程序,写出的先后自然正是遵从tcp/udp规范的。

  socket是应用层与TCP/IP协议族通讯的高中级软件抽象层,它是一组接口。在设计情势中,Socket其实正是贰个伪装格局,它把纷纭的TCP/IP协议族隐藏在socket接口后边,对用户来讲,一组大致的接口正是全方位,让Socket去协会数量,以契合钦赐的商量。

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  轻便的话我们能够把socket说成ip+端口,所以标志了网络中惟一的一个应用程序。

三、套接字

  套接字源点于 20 世纪 70 时期怀俄明高校伯克利分校版本的
Unix,即大家所说的 BSD Unix。一开头,套接字被规划用在同
一台主机上八个应用程序之间的报道。套接字有三种(或然叫做有多少个种族),分别是依据文件型的和依靠网络型的。

  基于文件类型的套接字家族:AF_UNIX

  unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的正是底层的文件系统来取数据,四个套接字进度运营在同一机器,能够经过拜访同七个文件系统直接完结通讯

  基于网络项目标套接字家族:AF_INET

  还有AF_INET6被用来ipv6,还应该有点别的的地址家族,AF_INET是行使最广泛的三个,python扶助很三种地点家族,不过出于大家只关切互连网编制程序,所以大多数时候作者么只利用AF_INET

  套接字函数:

  1)socket()模块

import socket
获取tcp/ip套接字
tcpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

获取udp/ip套接字
udpSock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

  使用 ‘from socket import *’,咱们就把 socket
模块里的享有属性都带到我们的命名空间里了,那样能
大幅度减短大家的代码。比如tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM)

2)服务端套接字函数

bind()    绑定(主机,端口号)到套接字
listen()  开始TCP监听
accept()  被动接受TCP客户的连接,(阻塞式)等待连接的到来

3)客户端套接字函数

connect()     主动初始化TCP服务器连接
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

4)公共用途的套接字函数

recv()            接收TCP数据
send()            发送TCP数据(send在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据丢失,不会发完)
sendall()         发送完整的TCP数据(本质就是循环调用send,sendall在待发送数据量大于己端缓存区剩余空间时,数据不丢失,循环调用send直到发完)
recvfrom()        接收UDP数据
sendto()          发送UDP数据
getpeername()     连接到当前套接字的远端的地址
getsockname()     当前套接字的地址
getsockopt()      返回指定套接字的参数
setsockopt()      设置指定套接字的参数
close()           关闭套接字

5)面向锁的套接字函数

setblocking()     设置套接字的阻塞与非阻塞模式
settimeout()      设置阻塞套接字操作的超时时间
gettimeout()      得到阻塞套接字操作的超时时间

6)面向文件的套接字函数

fileno()          套接字的文件描述符
makefile()        创建一个与该套接字相关的文件

四、基于tcp的套接字代码达成

  tcp是基于链接的,必须先运行服务端,然后再起步客户端去链接服务端。

  server:

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ss = socket() #创建服务器套接字
ss.bind()      #把地址绑定到套接字
ss.listen()      #监听链接
inf_loop:      #服务器无限循环
    cs = ss.accept() #接受客户端链接
    comm_loop:         #通讯循环
        cs.recv()/cs.send() #对话(接收与发送)
    cs.close()    #关闭客户端套接字
ss.close()        #关闭服务器套接字

View Code

  client:

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 cs = socket()    # 创建客户套接字
 cs.connect()    # 尝试连接服务器
 comm_loop:        # 通讯循环
     cs.send()/cs.recv()    # 对话(发送/接收)
 cs.close()            # 关闭客户套接字

View Code

  socket通讯与打电话的方法很相似:

  server:

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#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8080)#电话卡
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
s.bind(ip_port) #手机插卡
s.listen(5)     #手机待机,监听最多五个

while True:                         #新增接收链接循环,可以不停的接电话
    conn,addr=s.accept()            #手机接电话
    print('接到来自%s的电话' %addr[0])
    while True:                         #新增通信循环,可以不断的通信,收发消息
        msg=conn.recv(BUFSIZE)             #听消息,听话

        # if len(msg) == 0:break        #如果不加,那么正在链接的客户端突然断开,recv便不再阻塞,死循环发生

        print(msg,type(msg))

        conn.send(msg.upper())          #发消息,说话

    conn.close()                    #挂电话

s.close()                       #手机关机

server

  client:

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#_*_coding:utf-8_*_
import socket
ip_port=('127.0.0.1',8081)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)

s.connect_ex(ip_port)           #拨电话

while True:                             #新增通信循环,客户端可以不断发收消息
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    s.send(msg.encode('utf-8'))         #发消息,说话(只能发送字节类型)

    feedback=s.recv(BUFSIZE)                           #收消息,听话
    print(feedback.decode('utf-8'))

s.close()                                       #挂电话

client

  在操作的进度中重启服务端或然会并发OSError,地址早就在应用了,出现这种难点的来由是因为依据tcp捌回挥手并未终结,所以端口仍被占用,所以须要参预一条socket配置重新使用ip和端口。

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phone=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1) #就是它,在bind前加
phone.bind(('127.0.0.1',8080))

View Code

  大家还足以一成不改变ssh完结远程模拟命令:

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import socket
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.bind(('127.0.0.1',8080))
phone.listen(5)

print('starting...')
while True:
    conn,client_addr=phone.accept()

    while True:
        try:
            cmd=conn.recv(1024)
            #if not cmd:break #针对linux
            #执行cmd命令,拿到cmd的结果,结果应该是bytes类型
            res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                   stdout=subprocess.PIPE,
                                   stderr=subprocess.PIPE)
            stdout=res.stdout.read()
            stderr=res.stderr.read()

            #发送命令的结果
            conn.send(stdout+stderr)
        except Exception:
            break
    conn.close() #挂电话
phone.close() #关机

server

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import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) 
phone.connect(('127.0.0.1',8080))

while True:
    cmd=input('>>: ').strip()
    if not cmd:continue
    phone.send(cmd.encode('utf-8'))
    cmd_res=phone.recv(1024)
    print(cmd_res.decode('gbk'))
phone.close()

client

  这里我们用到了subprocess模块,允许你去创制三个新的历程让其施行此外的次序,并与它进行通讯,获取标准的输入、标准输出、标准错误以及再次来到码等。

  subprocess模块中定义了四个波普n类,通过它可以来成立进度,并与其进展复杂的互动。subprocess模块的结果的编码是以当下所在的种类为准的,就算是windows,那么res.stdout.read()读出的便是GBK编码的,在接收端必要用GBK解码。

  他的init函数是这样的:

__init__(self, args, bufsize=0, executable=None, 
stdin=None, stdout=None, stderr=None, preexec_fn=None, 
close_fds=False, shell=False, cwd=None, env=None, 
universal_newlines=False, startupinfo=None, 
creationflags=0)

  args:必须是一个字符串只怕种类类型,用于内定进度的可施行文件及其参数。如若是多个队列类型参数,则种类的第二个成分经常都必须是三个可试行文件的路子。当然也能够使用executeable参数来内定可实行文件的门道。

  stdin,stdout,stderr:分别表示程序的正统输入、标准输出、规范错误。有效的值能够是PIPE,存在的文件描述符,存在的文件对象或None,若是为None需从父进度继续过来,stdout能够是PIPE,表示对子进程创立三个管道,stderr可以是STDOUT,表示行业内部错误数据应该从应用程序中抓获并作为正式输出流stdout的文件句柄。

  shell:假若那几个参数被安装为True,程序将经过shell来施行。 
  env:它讲述的是子进度的情形变量。固然为None,子进程的情况变量将从父进度继续而来。

res = subprocess.Popen(r'dir', shell=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)

五、基于udp的套接字

  udp是无链接的,先运维哪一端都不会报错。

ss = socket()   #创建一个服务器的套接字
ss.bind()       #绑定服务器套接字
while True :       #服务器无限循环
    cs = ss.recvfrom()/ss.sendto() # 对话(接收与发送)
ss.close()                         # 关闭服务器套接字

cs = socket()   # 创建客户套接字
while True :      # 通讯循环
    cs.sendto()/cs.recvfrom()   # 对话(发送/接收)
cs.close()                      # 关闭客户套接字

  基于udp套接字的简便示例

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import socket
ip_port=('127.0.0.1',9000)
udp_server_client=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

udp_server_client.bind(ip_port)

while True:
    msg,addr=udp_server_client.recvfrom(1024)
    print(msg,addr)

    udp_server_client.sendto(msg.upper(),addr)

udpserver

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from socket import *

udp_cs=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if not msg:continue
    udp_cs.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',9000))
    msg,addr=udp_cs.recvfrom(1024)
    print(msg.decode('utf-8'),addr)

udpclient

  qq聊天就是基于udp完结的,由于udp无连接,所以能够而且七个客户端去跟服务端通讯。

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from socket import *

udp_ss=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
udp_ss.bind(('127.0.0.1',8081))

while True:
    msg,addr=udp_ss.recvfrom(1024)
    print('来自[%s]的一条消息:%s' %(addr,msg.decode('utf-8')))
    msg_b=input('回复消息: ').strip()
    udp_ss.sendto(msg_b.encode('utf-8'),addr)

qqserver

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from socket import *

udp_cs = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)

while True :
    msg = input('请输入消息,回车发送: ').strip()
    if msg == 'quit' : break
    if not msg : continue
    udp_cs.sendto(msg.encode('utf-8'),('127.0.0.1',8081))

    back_msg,addr = udp_cs.recvfrom(1024)
    print('来自[%s]的一条消息:%s' %(addr,back_msg.decode('utf-8')))

udp_cs.close()

qqclient

  client能够开启四个。

六、粘包

  粘包现象只会爆发在tcp的链接进程中,udp是不会产生粘包现象的(UDP是面向新闻的构和,各类UDP段都以一条音信,应用程序必须以消息为单位领到数据,无法二次提取跋扈字节的多寡)。

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  上海教室是socket收发新闻的原理图,TCP协议是面向流的商谈,应用程序得到的多寡是贰个整机数据流(stream),一条音讯有多少字节对于应用程序是不可知的,音信从哪开首到哪停止,应用程序一无所知,那就导致出现粘包难点了。

  粘包难点本质正是因为接收方不明白音信之间的底限,不掌握一遍性领取多少字节的数量所产生的。

   从最底层数据报文来看:tcp收发两端(客户端和劳动器端)都要有种种成对的socket,因而,发送端为了将两个发往接收端的包,更使得的发到对方,使用了优化措施(Nagle算法),将反复区间极小且数据量小的数据,合并成一个大的数据块,然后开始展览封包。这样,接收端,就难办分辨出来了。而udp帮衬的是一对多的格局,所以接收端的skbuff(套接字缓冲区)接纳了链式结构来记录各种达到的UDP包,在各样UDP包中就有了音信头(音讯来源地址,端口等音讯),那样,对于接收端来讲,就轻易进行区分管理了。

  因为这一个差异,tcp收发音讯都不可能为空,在客户端和服务端都要增添空音信管理机制,幸免程序卡死。udp不是基于流的数据报,就算你输入的开始和结果是空发出去的数码报只怕由上饶注脚自个儿的尺寸是0。

  udp尽管不粘包可是也许有他的缺陷,大家都叫她不行靠传输,udp的recvfrom是阻塞的,二个recvfrom(x)必须对唯一三个sendinto(y),收完了x个字节的数据就是实现,即使y>x数据就丢掉,那代表udp根本不会粘包,不过会丢数据,不可信 tcp的情商数据不会丢,未有收完包,后一次接受,会继续上次前仆后继接受,己端总是在吸收ack时才会去掉缓冲区内容。数据是保证的,可是会粘包。

  粘包的三种情形:

  1.在出殡和埋葬端发送数据的时间间隔异常的短,数据作者非常小相会到一齐发生粘包现象。

  2.客户端发送的多少比很大越过了服务端三次还行的限量,所以服务端只收了一小部分,服务端下次再收的时候依然从缓冲区拿上次遗留的数量,发生粘包。大的数目报在发送端的缓冲科长度当先网卡的最大传输数据单元,tcp会将数据拆分成多少个数据包再发送出去。

  怎么样消除粘包难题?

  客户端每一次都把团结的长度告诉服务端,那样能够达成不粘包。

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#_*_coding:utf-8_*_
import socket,subprocess
ip_port=('127.0.0.1',8080)
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

s.bind(ip_port)
s.listen(5)

while True:
    conn,addr=s.accept()
    print('客户端',addr)
    while True:
        msg=conn.recv(1024)
        if not msg:break
        res=subprocess.Popen(msg.decode('utf-8'),shell=True,\
                            stdin=subprocess.PIPE,\
                         stderr=subprocess.PIPE,\
                         stdout=subprocess.PIPE)
        err=res.stderr.read()
        if err:
            ret=err
        else:
            ret=res.stdout.read()
        data_length=len(ret)
        conn.send(str(data_length).encode('utf-8'))
        data=conn.recv(1024).decode('utf-8')
        if data == 'recv_ready':
            conn.sendall(ret)
    conn.close()

View Code

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import socket,time
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))
    length=int(s.recv(1024).decode('utf-8'))
    s.send('recv_ready'.encode('utf-8'))
    send_size=0
    recv_size=0
    data=b''
    while recv_size < length:
        data+=s.recv(1024)
        recv_size+=len(data)


    print(data.decode('utf-8'))

View Code

  这种艺术只是一种缓慢解决难题的点子,实际上并不会这么做,程序的运作速度远快于网络传输速度,所以在发送一段字节前,先用send去发送该字节流长度,这种办法会推广互联网延迟带来的个性损耗。这里用来赞助大家更加好的了解粘包的主题材料。

  在那么些基础上,我们得以思索将团结的尺寸等信息,写到报头尾部,那样接收端拆开报头就会知晓长度,就不会生出粘包的风貌了。

  我们先要认知一下struct模块。

  该模块能够把二个连串,如数字,转成固定长度的bytes。

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from socket import *
import subprocess
import struct
ss=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
ss.bind(('127.0.0.1',8082)) 
ss.listen(5)

print('starting...')
while True:
    conn,addr=ss.accept()
    print('-------->',conn,addr)

    while True:
        try:
            cmd=conn.recv(1024)
            res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell=True,
                                   stdout=subprocess.PIPE,
                                   stderr=subprocess.PIPE)
            stdout=res.stdout.read()
            stderr=res.stderr.read()

            #先发报头(转成固定长度的bytes类型)
            header = struct.pack('i',len(stdout)+len(stderr))
            conn.send(header)
            #再发送命令的结果
            conn.send(stdout)
            conn.send(stderr)
        except Exception:
            break
    conn.close()
ss.close()

客户端

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from socket import *
import struct
cs=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
cs.connect(('127.0.0.1',8082))

while True:
    cmd=input('>>: ').strip()
    if not cmd:continue

    cs.send(cmd.encode('utf-8'))
    #先收报头
    header_struct=cs.recv(4)
    unpack_res = struct.unpack('i', header_struct)
    total_size=unpack_res[0]

    #再收数据
    recv_size=0 #10241=10240+1
    total_data=b''
    while recv_size < total_size:
        recv_data=cs.recv(1024)
        recv_size+=len(recv_data)
        total_data+=recv_data
    print(total_data.decode('gbk'))
cs.close()

服务端

  struct的i模式:

struct.pack('i',11111111)
#struct.error: 'i' format requires -2147483648 <= number <= 2147483647 #这个是范围

  struct.pack用于将Python的值依据格式符,转变为字符串(因为Python中绝非字节(Byte)类型)。它的函数原型为:struct.unpack(fmt,
string)。

  struct.unpack做的劳作刚刚与struct.pack相反,用于将字节流调换来python数据类型。它的函数原型为:struct.unpack(fmt,
string),该函数再次回到一个元组。

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import json,struct
#假设通过客户端上传1T:1073741824000的文件a.txt

#为避免粘包,必须自定制报头
header={'file_size':1073741824000,'file_name':'/a/b/c/d/e/a.txt','md5':'8f6fbf8347faa4924a76856701edb0f3'} #1T数据,文件路径和md5值

#为了该报头能传送,需要序列化并且转为bytes
head_bytes=bytes(json.dumps(header),encoding='utf-8') #序列化并转成bytes,用于传输

#为了让客户端知道报头的长度,用struck将报头长度这个数字转成固定长度:4个字节
head_len_bytes=struct.pack('i',len(head_bytes)) #这4个字节里只包含了一个数字,该数字是报头的长度

#客户端开始发送
conn.send(head_len_bytes) #先发报头的长度,4个bytes
conn.send(head_bytes) #再发报头的字节格式
conn.sendall(文件内容) #然后发真实内容的字节格式

#服务端开始接收
head_len_bytes=s.recv(4) #先收报头4个bytes,得到报头长度的字节格式
x=struct.unpack('i',head_len_bytes)[0] #提取报头的长度

head_bytes=s.recv(x) #按照报头长度x,收取报头的bytes格式
header=json.loads(json.dumps(header)) #提取报头

#最后根据报头的内容提取真实的数据,比如
real_data_len=s.recv(header['file_size'])
s.recv(real_data_len)

View Code

  使用自定制报头的秘技来化解粘包难题。

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import socket,struct,json
import subprocess
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1) 
phone.bind(('127.0.0.1',8080))

phone.listen(5)

while True:
    conn,addr=phone.accept()
    while True:
        cmd=conn.recv(1024)
        if not cmd:break
        print('cmd: %s' %cmd)

        res=subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'),
                             shell=True,
                             stdout=subprocess.PIPE,
                             stderr=subprocess.PIPE)
        err=res.stderr.read()
        print(err)
        if err:
            back_msg=err
        else:
            back_msg=res.stdout.read()


        conn.send(struct.pack('i',len(back_msg))) #先发back_msg的长度
        conn.sendall(back_msg) #在发真实的内容

    conn.close()

服务端自定制报头

公海赌船网址 38公海赌船网址 39

import socket,time,struct

s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
res=s.connect_ex(('127.0.0.1',8080))

while True:
    msg=input('>>: ').strip()
    if len(msg) == 0:continue
    if msg == 'quit':break

    s.send(msg.encode('utf-8'))

    l=s.recv(4)
    x=struct.unpack('i',l)[0]
    print(type(x),x)
    # print(struct.unpack('I',l))
    r_s=0
    data=b''
    while r_s < x:
        r_d=s.recv(1024)
        data+=r_d
        r_s+=len(r_d)

    # print(data.decode('utf-8'))
    print(data.decode('gbk')) #windows默认gbk编码

客户端自定制报头

  当然我们的报头能够拉长越多音讯。

  大家把报头做成字典,字典里富含将要发送的忠实数据的详细新闻,然后json系列化,然后用struck将系列化后的数量长度打包成4个字节(4个温馨丰富用了)

  发送时头阵报头长度,再编码报头内容然后发送,最终发真实内容。

  接收时先将报头长度,用struct抽取来,依照抽取的尺寸收取报头内容,然后解码,反体系化,从反体系化的结果中抽出待取数据的详细新闻,然后去取真实的数据内容。

公海赌船网址 40公海赌船网址 41

from socket import *
import subprocess
import struct
import json
ss = socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
ss.setsockopt(SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,1)
ss.bind(('127.0.0.1',8082))
ss.listen(5)

print('starting...')
while True : #链接循环
    conn,addr = ss.accept() #链接,客户的的ip和端口组成的元组
    print('-------->',conn,addr)

    #收,发消息
    while True :#通信循环
        try :
            cmd = conn.recv(1024)
            res = subprocess.Popen(cmd.decode('utf-8'), shell = True,
                                   stdout = subprocess.PIPE,
                                   stderr = subprocess.PIPE)
            stdout = res.stdout.read()
            stderr = res.stderr.read()
            #制作报头
            h_dic = {
                'total_size': len(stdout) + len(stderr),
                'filename': None,
                'md5': None}

            h_json = json.dumps(h_dic)
            h_bytes = h_json.encode('utf-8')
            #发送阶段
            #先发报头长度
            conn.send(struct.pack('i',len(h_bytes)))
            #再发报头
            conn.send(h_bytes)

            #最后发送命令的结果
            conn.send(stdout)
            conn.send(stderr)
        except Exception :
            break
    conn.close()
ss.close()

json系列化报头server

公海赌船网址 42公海赌船网址 43

from socket import *
import struct
import json
cs = socket(AF_INET,SOCK_STREAM) #买手机
cs.connect(('127.0.0.1',8082)) #绑定手机卡

#发,收消息
while True :
    cmd = input('>>: ').strip()
    if not cmd : continue

    cs.send(cmd.encode('utf-8'))
    #先收报头的长度
    h_len = struct.unpack('i',cs.recv(4))[0]

    #再收报头
    h_bytes = cs.recv(h_len)
    h_json = h_bytes.decode('utf-8')
    h_dic = json.loads(h_json)
    total_size = h_dic['total_size']

    #最后收数据
    recv_size = 0
    total_data = b''
    while recv_size < total_size :
        recv_data = cs.recv(1024)
        recv_size += len(recv_data)
        total_data += recv_data
    print(total_data.decode('gbk'))
cs.close()

client

 

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