??Java開發者的Python快速進修指南：網路程式設計及併發程式設計

努力的小雨發表於2023-11-27
JavaPython程式設計

今天我們將對網路程式設計和多執行緒技術進行講解，這兩者的原理大家都已經瞭解了，因此我們主要關注的是它們的寫法區別。雖然這些區別並不是非常明顯，但我們之所以將網路程式設計和多執行緒一起講解，是因為在學習Java的socket知識時，我們通常會將它們結合使用，以實現伺服器對多個客戶端連線的阻塞IO的處理。雖然我是這樣解釋的，但是Python在控制連線數方面更加友好，相對於Java來說更加便捷。好了，廢話不多說，讓我們開始今天的講解吧。

socket及執行緒

這裡我將給大家舉一個例子，同時也會指出一些需要注意的問題，以幫助Java同學們避免再次遇到這些坑。

import socket
import multiprocessing
import time

# 建立互斥鎖
lock = multiprocessing.Lock()


# 處理客戶端請求的函式
def handle_client(conn, addr):
    print(f"Connected to {addr}")
    time.sleep(100)



# 建立伺服器
def create_server():
    # 建立socket物件
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

    # 繫結地址和埠
    server_addr = ("localhost", 8000)
    server_socket.bind(server_addr)

    # 監聽連線
    server_socket.listen(1)
    print("Server started. Listening for connections...")

    while True:
        # 接受客戶端連線
        conn, addr = server_socket.accept()
        handle_client(conn, addr)
        # 建立程式處理客戶端請求
        process = multiprocessing.Process(target=handle_client, args=(conn, addr))
        process.start()

if __name__ == '__main__':
    # 啟動伺服器
    print("啟動伺服器")
    create_server()

以下是客戶端的程式碼：

import socket
import time
client = socket.socket() #建立socket物件
host = '127.0.0.1' #服務端ip
port = 8000 #服務端ip埠
client.connect((host, port)) #根據服務端地址，建立連線
print('client物件：', client) #檢視socket物件屬性
time.sleep(100)

#client.close() #關閉與服務端的連線

上面的例子已經涵蓋了我今天要講的內容，所以沒有太多需要補充的了。不過，我可以談一下與Java的一些區別。

首先，Python使用multiprocessing來建立多執行緒，當然還有其他的包可以實現相同的功能，這裡就不一一贅述了。另外，還有一個需要注意的地方是，在Python中使用if __name__ == '__main__':語句時，你必須將其寫在主函式中，而不要寫在你定義的子函式中。為什麼要這樣寫呢？原因是，當呼叫process.start()後，Python會重新執行當前檔案，也就是說如果你將if __name__ == '__main__':這句話寫在非主函式中，create_server()它將會被再次呼叫。而使用if __name__ == '__main__':語句可以判斷是否是主函式執行，如果不是，則會過濾掉這部分程式碼。雖然這個機制可能有些令人困惑，但是去深入瞭解其執行原理並不是必要的，所以大家要記住這個要點。這張圖顯示的是再次被呼叫是的名字：

image

第二：在Python官網中指出，透過呼叫server_socket.listen(1)可以啟動一個伺服器，用於接受連線並將未接受的客戶端連線放入等待佇列中。需要注意的是，等待佇列的大小由listen(n)中的引數n+1指定，並不代表實際監聽到的客戶端連線。如果超過佇列大小的連線嘗試進入，伺服器將直接報錯。

image

總結

今天我們學習了網路程式設計和多執行緒技術的寫法區別。我們主要關注了在Java中使用socket和多執行緒結合實現伺服器處理多個客戶端連線的阻塞IO的方法，以及在Python中使用multiprocessing模組建立多執行緒的方式。透過一個例項來說明了這些概念，並指出了需要注意的問題。其實瞭解了這些基本用法後，我們還能夠自己實現許多其他功能，例如瞭解了執行緒之後，就知道會有佇列的概念，然後可以嘗試自己實現一個生產者消費者佇列。這與學習Java的路線非常相似，並且我們擁有豐富的開發經驗，因此我們只需要關注語法方面的學習即可~~

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