Python使用socketServer包搭建简易服务器过程详解

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| BaseServer |
+------------+
  |
  v
+-----------+    +------------------+
| TCPServer |------->| UnixStreamServer |
+-----------+    +------------------+
  |
  v
+-----------+    +--------------------+
| UDPServer |------->| UnixDatagramServer |
+-----------+    +--------------------+

+--------------+    +----------------+
| ForkingMixIn |    | ThreadingMixIn |
+--------------+    +----------------+

import socketserver
# 创建一个基于TCP的server对象，并使用BaseRequestHandler处理客户端发送的消息
server = socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1", 8000), BaseRequestHandler) 
server.serve_forever() # 启动服务器，

class BaseRequestHandler:

  def __init__(self, request, client_address, server):
    self.request = request
    self.client_address = client_address
    self.server = server
    self.setup()
    try:
      self.handle()
    finally:
      self.finish()
  def setup(self):
    pass

  def handle(self):
    pass

  def finish(self):
    pass

import socketserver
import threading 

class MyRequestHandler(socketserver.BaseRequestHandler):
  """ BaseRequestHandler的实例化方法中，获得了三个属性
  self.request = request  # 该线程中与客户端交互的 socket 对象。
  self.client_address   # 该线程处理的客户端地址
  self.server = server   # 服务器对象
  """

  def handle(self):
    while True:
      msg = self.request.recv()  # 接受客户端的数据
      if msg == b"quit" or msg == "": # 退出
        break

      print(msg.decode())
      self.request.send(msg) # 将消息发送回客户端
  def finish(self):
    self.request.close()    # 关闭套接字
if __name__ == "__main__":
  # 创建一个基于TCP的server对象，并使用BaseRequestHandler处理客户端发送的消息
  server = socketserver.ThreadingTCPServer(("127.0.0.1", 8000), MyRequestHandler)

  server.serve_forever()  # 启动服务器

class MyRequestHandle(BaseRequestHandler):
  clients = {} # 在类属性中记录所有与客户端连接socket。
  lock = threading.Lock() # 互斥锁，各个线程共用

  def setup(self): # 新的用户连接时，预处理，将这个新的连接加入到clients中，考虑线程安全，需要加锁
    with self.lock:
      self.clients[self.client_address] = self.request

  def handle(self): # 处理客户端的请求主逻辑
    while True:
      data = self.request.recv(1024).strip()  # 接受数据

      if data == b"quit" or data == b"": # 客户端退出
        with self.lock:
          self.server.clients.pop(self.client_address)
          self.request.close()
          break

      print("{}-{}: {}".format(*self.client_address, data.decode()))

      with self.lock:
        for _, c in self.server.clients.items(): # 群发
          c.send(data)
  def finish(self):
    with server.lock:
      for _, c in server.clients.items():
        c.close()
    server.server_close()def main():
  server = ThreadingTCPServer(("127.0.0.1", 8000), MyRequestHandle)
  # 将创建的所有线程设置为daemon线程，这样控台主程序退出时，这个服务器的所有线程将会被结束
  server.daemon_threads = True 

if __name__ == "__main__":
  main()

class StreamRequestHandler(BaseRequestHandler):
  rbufsize = -1 # 读缓存
  wbufsize = 0  # 写缓存
  timeout = None # 超时时间
  # IP/TCP拥塞控制的Nagle算法算法。
  disable_nagle_algorithm = False

  def setup(self): # 实现了setup，
    self.connection = self.request
    if self.timeout is not None:
      self.connection.settimeout(self.timeout)
    if self.disable_nagle_algorithm:
      self.connection.setsockopt(socket.IPPROTO_TCP,
                    socket.TCP_NODELAY, True)
    
    # 使用 makefile方法获得了一个只读文件对象 rfile
    self.rfile = self.connection.makefile('rb', self.rbufsize)
    
    # 获得一个只写的文件对象 wfile
    if self.wbufsize == 0:
      self.wfile = _SocketWriter(self.connection)
    else:
      self.wfile = self.connection.makefile('wb', self.wbufsize)

  def finish(self): # 负责将这个 wfile 和 rfile方法关闭。
    if not self.wfile.closed: 
      try:
        self.wfile.flush()
      except socket.error:
        pass
    self.wfile.close()
    self.rfile.close()

class MyHandle(StreamRequestHandler):
  # 如果需要使用setup和finish方法，需要调用父类方法，否则该方法将会被覆盖。
  def setup(self):
    super().setup()
    # 添加自己的需求
  def handle(self):
    # 这里我们可以使用wfile和rfile来处理socket消息了，例如之前使用self.request.recv()方法等同于self.rfile.read()
    # 而 self.wfile.write 等同于 self.request.send()，在handle方法中完成业务逻辑即可

  def finish(self):
    super().finish()

server = ThreadingTCPServer("127.0.0.1", MyHandle)
server.serve_forever()

class DatagramRequestHandler(BaseRequestHandler):

  def setup(self):
    from io import BytesIO
    # udp的self.request包含两部分（data，socket）它来自于
    # data, client_addr = self.socket.recvfrom(self.max_packet_size)
    #   return (data, self.socket), client_addr
    # （data, self.socket）就是这个self.request，在这里将其解构，data为recvfrom接收的数据
    self.packet, self.socket = self.request
    
    # 该数据包封装为 BytesIO，同样为一个类文件对象。
    self.rfile = BytesIO(self.packet)
    self.wfile = BytesIO()

  def finish(self):
    self.socket.sendto(self.wfile.getvalue(), self.client_address)