Python基於Socket實現簡易多人聊天室

Huny發表於2020-11-29
Python

前言

套接字(Sockets)是雙向通訊通道的端點。 套接字可以在一個程式內，在同一機器上的程式之間，或者在不同主機的程式之間進行通訊，主機可以是任何一臺有連線網際網路的機器。
套接字可以通過多種不同的通道型別實現：Unix域套接字，TCP，UDP等。 套接字型檔提供了處理公共傳輸的特定類，以及一個用於處理其餘部分的通用介面。

socket模組：

要建立套接字，必須使用套接字模組中的socket.socket()函式，該函式具有一般語法

s = socket.socket (socket_family, socket_type, protocol = 0)
引數 描述
socket_family 它的值可以是：AF_UNIX或AF_INET，如前所述。
socket_type 它的值可以是：SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM。
protocol 這通常被省略，預設為0。

常用方法:

序號 方法 描述
1 s.bind() 此方法將地址(主機名，埠號對)繫結到套接字。
2 s.recvfrom() 此方法接收UDP訊息，返回值是一對（位元組， 地址） ，其中位元組是代表接收到的資料的位元組物件，而地址是傳送資料的套接字的地址
3 s.sendto() 此方法傳送UDP訊息，將資料傳送到套接字。該套接字不應連線到遠端套接字，因為目標套接字是由address指定的
4 s.close() 此方法關閉套接字，套接字物件上所有以後的操作都將失敗。遠端將不再接收任何資料（在清除排隊的資料之後）。套接字在被垃圾回收時會自動關閉
5 s.gethostname() 返回主機名，返回一個字串，其中包含當前正在執行Python直譯器的計算機的主機名。

示例1

伺服器端

#sever.py
import socket

s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
host = socket.gethostname()
port = 8088
s.bind((host,port))
try:
    while True:
        receive_data,addr = s.recvfrom(1024)
        print("來自伺服器" + str(addr) + "的訊息:")
        print(receive_data.decode('utf-8'))
        msg = input('please input send to msg:')
        s.sendto(msg.encode('utf-8'),addr)
except:
    s.close()

客戶端

#client.py
import socket
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
try:
    while True:
        host = socket.gethostname()
        port = 8088
        send_data = input('please input msg:')
        s.sendto(send_data.encode('utf-8'),(host,port))
        msg,addr = s.recvfrom(1024)
        print("來自伺服器" + str(addr) + "的訊息:")
        print(msg.decode('utf-8'))
except:
    s.close()

服務端示例

客戶端示例

簡易的UDP聊天實現了,下面我們來優化一下示例。

示例2

服務端：

#server.py
import socket
import logging

def main():
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)  # 建立socket物件

    addr = ('127.0.0.1', 9999)
    s.bind(addr)  # 繫結地址和埠

    logging.info('UDP Server on %s:%s...', addr[0], addr[1])

    user = {}  # 存放字典{addr:name}
    while True:
        try:
            data, addr = s.recvfrom(1024)  # 等待接收客戶端訊息存放在2個變數data和addr裡
            if not addr in user:  # 如果addr不在user字典裡則執行以下程式碼
                for address in user:  # 從user遍歷資料出來address
                    s.sendto(data + ' 進入聊天室...'.encode('utf-8'), address)  # 傳送user字典的data和address到客戶端
                user[addr] = data.decode('utf-8')  # 接收的訊息解碼成utf-8並存在字典user裡,鍵名定義為addr
                continue  # 如果addr在user字典裡，跳過本次迴圈

            if 'EXIT'.lower() in data.decode('utf-8'):#如果EXIT在傳送的data裡
                name = user[addr]   #user字典addr鍵對應的值賦值給變數name
                user.pop(addr)      #刪除user裡的addr
                for address in user:    #從user取出address
                    s.sendto((name + ' 離開了聊天室...').encode(), address)     #傳送name和address到客戶端
            else:   
                print('"%s" from %s:%s' %(data.decode('utf-8'), addr[0], addr[1]))  
                for address in user:    #從user遍歷出address
                    if address != addr:  #address不等於addr時間執行下面的程式碼
                        s.sendto(data, address)     #傳送data和address到客戶端

        except ConnectionResetError:
            logging.warning('Someone left unexcept.')

if __name__ == '__main__':
    main()

客戶端：

#clinet.py
import socket
import threading

def recv(sock, addr):
    '''
    一個UDP連線在接收訊息前必須要讓系統知道所佔埠
    也就是需要send一次，否則win下會報錯
    '''
    sock.sendto(name.encode('utf-8'), addr)
    while True:
        data = sock.recv(1024)
        print(data.decode('utf-8'))


def send(sock, addr):
    '''
        傳送資料的方法
        引數：
            sock：定義一個例項化socket物件
            server：傳遞的伺服器IP和埠
    '''
    while True:
        string = input('')
        message = name + ' : ' + string
        data = message.encode('utf-8')
        sock.sendto(data, addr)
        if string.lower() == 'EXIT'.lower():
            break

def main():
    '''
        主函式執行方法，通過多執行緒來實現多個客戶端之間的通訊
    '''
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    server = ('127.0.0.1', 9999)
    tr = threading.Thread(target=recv, args=(s, server), daemon=True)
    ts = threading.Thread(target=send, args=(s, server))
    tr.start()
    ts.start()
    ts.join()
    s.close()

if __name__ == '__main__':
    print("-----歡迎來到聊天室,退出聊天室請輸入'EXIT(不分大小寫)'-----")
    name = input('請輸入你的名稱:')
    print('-----------------%s------------------' % name)
    main()

支援多人的簡易聊天室示例，多個客戶端通過一個伺服器進行之間通訊



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