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1. SocketServer
socket编程过于底层，编程虽然有套路，但是想要写出健壮的代码还是比较困难的，所以很多语言都对socket底层API进行封装，Python得封装就是--socketserver模块。它是网络服务编程框架，便于企业级快速开发。
1.1 类的继承关系
socketserver简化了网络服务器的编写。它有四个同步类：
- TCPServer
- UDPServer
- UnixStreamServer
- UnixDatagramServer
2个Mixin类：ForkingMixin和ThreadingMixin类，用来支持异步。由此得到：
- class ForkingUDPServer(ForkingMixin, UDPServer): pass
- class ForkingTCPServer(ForkingMixin, TCPSserver): pass
- class ThreadingUDPServer(ThreadingMixin, UDPServer): pass
- class ThreadingTCPServer(ThreadingMixin, TCPServer): pass
fork是创建多进程，thread是创建多线程。fork需要操作系统支持，Windows不支持。
1.2 编程接口
socketserver.BaseServer(server_address, RequestHandlerClass)
需要提供服务器绑定的地址信息，和用于处理请求的RequestHandlerClass类。RequestHandlerClass必须是BaseRequestHandler类的子类，在BaseSserver中的代码如下：
# BaseServer代码class BaseServer: def __init__(self, server_address, RequestHandlerClass): """Constructor. May be extended, do not override.""" self.server_address = server_address self.RequestHandlerClass = RequestHandlerClass self.__is_shut_down = threading.Event() self.__shutdown_request = False def finish_request(self, request, client_address): # 处理请求的方法 """Finish one request by instantiating RequestHandlerClass.""" self.RequestHandlerClass(request, client_address, self) # RequestHandlerClass构造
1.2.1 BaseRequestHandler类
它是和用户连接的用户请求处理类的基类，定义为：BaseRequestHandler(request, client_address, server)，服务端Server实例接收用户请求后，最后会实例化这个类。它被初始化时，送入三个构造参数：request, client_address, server自身，以后就可以在BaseRequestHandler类的实例使用以下属性：
- self.request是和客户端连接的socket对象
- self.server是TCPServer实例本身
- self.client_address是客户端地址
这个类在初始化的时候，它会依次调用3个方法，子类可以覆盖这些方法。
# BaseRequestHandler要子类覆盖的方法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): # 每一个连接初始化 pass def handle(self): # 每一次请求处理 pass def finish(self): # 每一个连接清理 pass
测试代码：
import socketserverimport threadingclass MyHandler(socketserver.BaseRequestHandler): def handle(self): super().handle() # 可以不调用，父类的handle什么都没做 print(self.server) # 服务 print(self.request) # 服务端负责客户端请求的socket对象 print(self.client_address) # 客户端地址 print(self.server) print(self.__dict__) print(self.server.__dict__) # 能看到负责accept的socket print('*' * 30) for i in range(3): data = self.request.recv(1024) print(data) msg = 'server recv msg= {}'.format(data.decode()).encode() self.request.send(msg) print(threading.enumerate()) print(threading.current_thread()) print()server = socketserver.TCPServer(('127.0.0.1', 9999), MyHandler)# server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 9999), MyHandler)print(server)server.serve_forever() # 永久的提供服务，默认阻塞行为 测试说明，handle方法相当于socket的recv方法，每个不同的连接上的请求过来后，生成这个连接的socket对象即self.request，客户端的地址是self.client_address。
问题：测试过程中，上面代码连接后，立即就断开了，为什么？怎么才能客户端和服务端长时间连接呢？
用ThreadingTCPServer替换TCPserver，ThreadingTCPServer是异步的，可以同时处理多个连接。TCPserver是同步的，一个连接处理完了，即一个连接的handle方法执行完了，才能处理另一个连接，且只有主线程。
总结，创建服务器需要几个步骤：
- BaseRequestHandler类派生出子类，并覆盖其handle方法来创建请求处理程序类，此方法将处理传入请求
- 实例化一个服务器类，传参服务器的地址和请求处理类
- 调用服务器实例的handle_request()方法或server_forever()方法
- 调用server_close()关闭套接字
实现EchoServer：
顾名思义，echo，来什么信息回显什么信息，客户端发来什么信息，回显什么信息。
import socketserverimport threadingclass MyHandler(socketserver.BaseRequestHandler): def setup(self): # 注意每一次连接都会创建一个MyHandler实例 super().setup() self.event = threading.Event() # 不用担心会被覆盖 def handle(self): super().handle() # 可以不调用，因为父类什么都没做 while True: data = self.request.recv(1024) print(data) msg = "{}".format(data.decode()) self.request.send(msg.encode()) def finish(self): super().finish() self.event.set()server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 9999), MyHandler)# server.serve_forever() # 默认阻塞，可以放在线程中threading.Thread(target=server.serve_forever, name='server_forever').start()while True: cmd = input(">>>").strip() if cmd == 'quit': server.server_close() print('bye') break print(threading.enumerate()) 利用socketserver实现群聊：
import socketserverimport threadingimport datetimeimport loggingFORMAT = "%(threadName)s %(thread)d %(message)s"logging.basicConfig(format=FORMAT, level=logging.INFO)class ChatHandler(socketserver.BaseRequestHandler): clients = {} # 类属性 def setup(self): super().setup() self.event = threading.Event() self.lock = threading.Lock() with self.lock: self.clients[self.client_address] = self.request def handle(self): super().handle() # 可以不调用，因为父类什么都没做 while not self.event.is_set(): try: data = self.request.recv(1024) # 接收信息也可能出现异常 except Exception as e: logging.error(e) data = b'' logging.info(data) if data.strip() == b'quit' or data.strip() == b'': # 客户端主动断开，移除self.client_address在finish方法中 self.request.close() break msg = "{} [{}:{}] {}".format(datetime.datetime.now(), *self.client_address, data.decode()) exc = set() with self.lock: for c, v in self.clients.items(): try: v.send(msg.encode()) # 可能出现异常，发送失败，如突然断网了 except Exception as e: logging.error(e) exc.add(c) for c in exc: self.clients.pop(c) def finish(self): super().finish() with self.lock: self.clients.pop(self.client_address) self.event.set()server = socketserver.ThreadingTCPServer(('127.0.0.1', 9999), ChatHandler)server.daemon_threads = Truethreading.Thread(target=server.serve_forever, name='serve_forever').start()while True: cmd = input('>>>').strip() if cmd == 'quit': server.server_close() print('bye') break logging.info(threading.enumerate()) 总结：
为每一个连接提供RequestHandlerClass类实例，依次调用setup、handle、finish方法，且使用了try...finally结构
保证finish方法一定能被调用。这些方法依次执行完成，如果想维持这个连接和客户端通信，就需要在handle函数
中使用循环。
socketserver模块提供的不同的类，但是编程接口是一样的，即使是多进程、多线程的类也是一样，大大减少了编
程的难度。
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