Python中两种网络编程方式：Socket和HTTP协议

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本文分享自华为云社区《Python网络编程实践从Socket到HTTP协议的探索与实现》，作者：柠檬味拥抱。
在当今互联网时代，网络编程是程序员不可或缺的一项技能。Python作为一种高级编程语言，提供了丰富的网络编程库，使得开发者能够轻松地实现各种网络应用。本文将介绍Python中两种主要的网络编程方式：Socket编程和基于HTTP协议的网络编程，并通过实际案例来演示它们的应用。
1. Socket编程

Socket是实现网络通信的基础。通过Socket，程序可以在网络中传输数据，实现客户端与服务器之间的通信。Python提供了socket模块，使得Socket编程变得简单而直观。
下面是一个简单的Socket服务器和客户端的实现：

1. # 服务器端
2. import socket
4. # 创建socket对象
5. server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
7. # 获取本地主机名
8. host = socket.gethostname()
9. port = 9999
11. # 绑定端口
12. server_socket.bind((host, port))
14. # 设置最大连接数，超过后排队
15. server_socket.listen(5)
17. while True:
18.     # 建立客户端连接
19.     client_socket, addr = server_socket.accept()
21.     print("连接地址: %s" % str(addr))
23.     msg = '欢迎访问Socket服务器！' + "\r\n"
24.     client_socket.send(msg.encode('utf-8'))
26.     client_socket.close()

复制代码

1. # 客户端
2. import socket
4. # 创建socket对象
5. client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
7. # 获取本地主机名
8. host = socket.gethostname()
9. port = 9999
11. # 连接服务，指定主机和端口
12. client_socket.connect((host, port))
14. # 接收服务端发送的数据
15. msg = client_socket.recv(1024)
17. print(msg.decode('utf-8'))
19. client_socket.close()

复制代码

运行以上代码，可以在本地搭建一个简单的Socket服务器，并通过客户端连接并接收消息。
2. HTTP协议的实践

HTTP（HyperText Transfer Protocol）是一种用于传输超媒体文档（例如HTML）的应用层协议。Python提供了多种库用于HTTP通信，其中最常用的是requests库。
以下是一个使用requests库发送HTTP GET请求的示例：

1. import requests
3. url = 'https://api.github.com'
4. response = requests.get(url)
6. print("状态码:", response.status_code)
7. print("响应内容:", response.text)

复制代码

通过requests.get()函数可以发送HTTP GET请求，并获取响应的状态码和内容。
3. 使用Socket进行简单的网络通信

Socket编程在Python中是一种基础的网络通信方式，它提供了一种在网络上发送和接收数据的方法，可用于构建各种类型的网络应用程序，包括即时通讯、文件传输等。
下面是一个简单的基于Socket的聊天程序，包括服务端和客户端：

1. # 服务器端
2. import socket
4. server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
5. host = socket.gethostname()
6. port = 12345
8. server_socket.bind((host, port))
9. server_socket.listen(1)
11. print("等待客户端连接...")
12. client_socket, client_address = server_socket.accept()
13. print("连接地址:", client_address)
15. while True:
16.     data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
17.     if not data:
18.         break
19.     print("客户端消息:", data)
20.     message = input("服务器消息:")
21.     client_socket.send(message.encode('utf-8'))
23. client_socket.close()<br>

复制代码

1. # 客户端
2. import socket
4. client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
5. host = socket.gethostname()
6. port = 12345
8. client_socket.connect((host, port))
10. while True:
11.     message = input("客户端消息:")
12.     client_socket.send(message.encode('utf-8'))
13.     data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
14.     print("服务器消息:", data)
16. client_socket.close()

复制代码

运行以上代码，可以实现一个简单的基于Socket的聊天程序。客户端和服务器端可以互相发送消息，实现简单的即时通讯功能。
4. 使用HTTP协议进行网络通信

HTTP协议是一种应用层协议，广泛用于传输超文本文档（如HTML）的数据传输。在Python中，使用HTTP协议进行网络通信通常通过requests库来实现，这个库提供了简单易用的接口，方便发送HTTP请求和处理响应。
下面是一个使用requests库发送HTTP POST请求的示例：

1. import requests
3. url = 'https://httpbin.org/post'
4. data = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
6. response = requests.post(url, data=data)
8. print("状态码:", response.status_code)
9. print("响应内容:", response.text)

复制代码

运行以上代码，可以向指定的URL发送一个HTTP POST请求，并获取服务器返回的响应。
5. 使用Socket进行多线程网络通信

在实际应用中，往往需要处理多个客户端的连接请求。为了实现高并发处理，可以使用多线程来处理每个客户端的连接。Python的threading模块提供了多线程支持，可以很方便地实现多线程网络通信。
以下是一个使用多线程处理Socket连接的示例：

1. # 服务器端
2. import socket
3. import threading
5. def handle_client(client_socket):
6.     while True:
7.         data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
8.         if not data:
9.             break
10.         print("客户端消息:", data)
11.         message = input("服务器消息:")
12.         client_socket.send(message.encode('utf-8'))
13.     client_socket.close()
15. server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
16. host = socket.gethostname()
17. port = 12345
19. server_socket.bind((host, port))
20. server_socket.listen(5)
22. print("等待客户端连接...")
24. while True:
25.     client_socket, client_address = server_socket.accept()
26.     print("连接地址:", client_address)
27.     client_thread = threading.Thread(target=handle_client, args=(client_socket,))
28.     client_thread.start()<br>

复制代码

1. # 客户端
2. import socket
4. client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
5. host = socket.gethostname()
6. port = 12345
8. client_socket.connect((host, port))
10. while True:
11.     message = input("客户端消息:")
12.     client_socket.send(message.encode('utf-8'))
13.     data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
14.     print("服务器消息:", data)
16. client_socket.close()

复制代码

通过在服务器端的主循环中创建新的线程来处理每个客户端的连接，可以实现同时处理多个客户端的请求，提高服务器的并发处理能力。
6. 使用HTTP协议进行网络通信

HTTP（HyperText Transfer Protocol）是一种用于传输超文本文档（如HTML）的应用层协议。在网络编程中，基于HTTP协议的通信方式更为常见，特别是在Web开发和API交互中。Python提供了多种库用于HTTP通信，其中最常用的是requests库。
以下是一个使用requests库发送HTTP GET请求的示例：

1. import requests
3. url = 'https://api.github.com'
4. response = requests.get(url)
6. print("状态码:", response.status_code)
7. print("响应内容:", response.text)

复制代码

通过requests.get()函数可以发送HTTP GET请求，并获取响应的状态码和内容。requests库还提供了丰富的参数和方法，用于处理各种HTTP请求和响应，如设置请求头、传递参数、处理Cookie等。
7. 使用Socket进行多线程网络通信

在实际应用中，往往需要处理多个客户端的连接请求。为了实现高并发处理，可以使用多线程来处理每个客户端的连接。Python的threading模块提供了多线程支持，可以很方便地实现多线程网络通信。
以下是一个使用多线程处理Socket连接的示例：

1. # 服务器端
2. import socket
3. import threading
5. def handle_client(client_socket):
6.     while True:
7.         data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
8.         if not data:
9.             break
10.         print("客户端消息:", data)
11.         message = input("服务器消息:")
12.         client_socket.send(message.encode('utf-8'))
13.     client_socket.close()
15. server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
16. host = socket.gethostname()
17. port = 12345
19. server_socket.bind((host, port))
20. server_socket.listen(5)
22. print("等待客户端连接...")
24. while True:
25.     client_socket, client_address = server_socket.accept()
26.     print("连接地址:", client_address)
27.     client_thread = threading.Thread(target=handle_client, args=(client_socket,))
28.     client_thread.start()<br>

复制代码

1. # 客户端
2. import socket
4. client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
5. host = socket.gethostname()
6. port = 12345
8. client_socket.connect((host, port))
10. while True:
11.     message = input("客户端消息:")
12.     client_socket.send(message.encode('utf-8'))
13.     data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
14.     print("服务器消息:", data)
16. client_socket.close()

复制代码

通过在服务器端的主循环中创建新的线程来处理每个客户端的连接，可以实现同时处理多个客户端的请求，提高服务器的并发处理能力。
8. 使用Socket进行多线程网络通信

在实际应用中，往往需要处理多个客户端的连接请求。为了实现高并发处理，可以使用多线程来处理每个客户端的连接。Python的threading模块提供了多线程支持，可以很方便地实现多线程网络通信。
以下是一个使用多线程处理Socket连接的示例：

1. # 服务器端
2. import socket
3. import threading
5. def handle_client(client_socket):
6.     while True:
7.         data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
8.         if not data:
9.             break
10.         print("客户端消息:", data)
11.         message = input("服务器消息:")
12.         client_socket.send(message.encode('utf-8'))
13.     client_socket.close()
15. server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
16. host = socket.gethostname()
17. port = 12345
19. server_socket.bind((host, port))
20. server_socket.listen(5)
22. print("等待客户端连接...")
24. while True:
25.     client_socket, client_address = server_socket.accept()
26.     print("连接地址:", client_address)
27.     client_thread = threading.Thread(target=handle_client, args=(client_socket,))
28.     client_thread.start()<br>

复制代码

1. # 客户端
2. import socket
4. client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
5. host = socket.gethostname()
6. port = 12345
8. client_socket.connect((host, port))
10. while True:
11.     message = input("客户端消息:")
12.     client_socket.send(message.encode('utf-8'))
13.     data = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')
14.     print("服务器消息:", data)
16. client_socket.close()

复制代码

通过在服务器端的主循环中创建新的线程来处理每个客户端的连接，可以实现同时处理多个客户端的请求，提高服务器的并发处理能力。
总结

本文深入介绍了Python中的网络编程，重点探讨了两种主要方式：Socket编程和基于HTTP协议的网络编程。首先，我们了解了Socket编程，它是一种底层的网络通信方式，可以实现自定义的通信协议，具有灵活性和高度控制性。我们通过示例演示了如何使用Socket编程在服务器端和客户端之间进行简单的通信，并介绍了如何使用多线程来处理多个客户端的连接请求，以提高服务器的并发处理能力。
其次，我们介绍了基于HTTP协议的网络编程，这是一种更高层次的抽象，适用于构建Web应用、访问API等场景。我们使用了requests库来发送HTTP请求，并获取服务器的响应，演示了如何发送GET和POST请求，并处理响应的状态码和内容。基于HTTP协议的网络编程更简单易用，适合于与现有的Web服务进行交互。
通过本文的学习，我们可以了解到Python提供了丰富的网络编程工具和库，使得开发者能够轻松实现各种网络应用。无论是底层的Socket编程还是基于HTTP协议的网络编程，都可以满足不同场景下的需求。掌握网络编程技术对于开发网络应用和系统非常重要，希望本文能够帮助读者更好地理解和应用Python中的网络编程技术，为其在项目开发中提供帮助和启发。
 
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来源:https://www.cnblogs.com/huaweiyun/p/18137383
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