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Python套接字编程完全指南：TCP/UDP实战教程 | 网络编程入门
Python套接字编程完全指南
从基础概念到TCP/UDP实战应用，掌握网络编程核心技能
什么是套接字(Socket)?
套接字(Socket)是网络通信的基础构建块，允许不同主机或同一主机上的进程之间进行通信。在Python中，我们通过内置的socket模块实现套接字编程。
套接字的核心概念：
- TCP(传输控制协议)：面向连接的可靠协议，保证数据顺序和完整性
- UDP(用户数据报协议)：无连接的轻量协议，传输速度快但不保证可靠性
- IP地址：设备的网络标识符
- 端口：应用程序的通信端点(0-65535)
TCP套接字编程
TCP套接字提供可靠的、面向连接的通信，适用于文件传输、Web请求等需要可靠性的场景。
TCP服务器端代码示例：
import socket
# 创建TCP套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 绑定地址和端口
server_address = ('localhost', 12345)
server_socket.bind(server_address)
# 监听连接
server_socket.listen(1)
print("服务器启动，等待连接...")
# 接受客户端连接
client_socket, client_address = server_socket.accept()
print(f"连接来自: {client_address}")
try:
while True:
# 接收数据
data = client_socket.recv(1024)
if not data:
break
print(f"收到数据: {data.decode()}")
# 发送响应
response = f"已收到 {len(data)} 字节数据"
client_socket.sendall(response.encode())
finally:
# 关闭连接
client_socket.close()
server_socket.close()
TCP客户端代码示例：
import socket
# 创建TCP套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 连接服务器
server_address = ('localhost', 12345)
client_socket.connect(server_address)
try:
# 发送数据
message = "你好，TCP服务器!"
client_socket.sendall(message.encode())
# 接收响应
data = client_socket.recv(1024)
print(f"收到响应: {data.decode()}")
finally:
# 关闭连接
client_socket.close()
UDP套接字编程
UDP套接字提供无连接的通信，速度快但不可靠，适用于实时应用如视频流、在线游戏等。
UDP服务器端代码示例：
import socket
# 创建UDP套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 绑定地址和端口
server_address = ('localhost', 12345)
server_socket.bind(server_address)
print("UDP服务器启动，等待数据...")
while True:
# 接收数据和客户端地址
data, client_address = server_socket.recvfrom(1024)
print(f"收到来自 {client_address} 的数据: {data.decode()}")
# 发送响应
response = f"已收到 {len(data)} 字节数据"
server_socket.sendto(response.encode(), client_address)
UDP客户端代码示例：
import socket
# 创建UDP套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
# 服务器地址
server_address = ('localhost', 12345)
# 发送数据
message = "你好，UDP服务器!"
client_socket.sendto(message.encode(), server_address)
# 接收响应
data, server = client_socket.recvfrom(1024)
print(f"收到响应: {data.decode()}")
# 关闭套接字
client_socket.close()
套接字编程最佳实践
错误处理
使用try-except块捕获和处理套接字错误：
try:
# 套接字操作
except socket.error as e:
print(f"套接字错误: {e}")
except Exception as e:
print(f"其他错误: {e}")
资源管理
使用上下文管理器(with语句)确保套接字正确关闭：
with socket.socket() as s:
s.bind(('localhost', 12345))
# 执行操作
# 退出时自动关闭
超时设置
设置超时防止阻塞操作无限期等待：
client_socket.settimeout(5.0) # 5秒超时
try:
data = client_socket.recv(1024)
except socket.timeout:
print("接收数据超时")
常见问题解答
1. TCP和UDP的主要区别是什么？
TCP是面向连接的可靠协议，保证数据顺序和完整性，适合文件传输、网页浏览等。UDP是无连接的轻量协议，不保证可靠性但速度快，适合实时应用如视频流、在线游戏。
2. 如何选择TCP或UDP？
需要可靠传输时选择TCP，追求速度和实时性时选择UDP。对于大多数应用，TCP是更安全的选择。
3. 如何处理多个客户端连接？
可以使用多线程、多进程或异步I/O（如asyncio）处理多个客户端。对于高并发场景，推荐使用异步编程模型。
4. 为什么需要调用bind()方法？
bind()方法将套接字关联到特定的网络接口和端口号，服务器必须绑定到已知端口，客户端通常由系统自动分配端口。
5. 如何解决"Address already in use"错误？
设置套接字选项SO_REUSEADDR允许重用地址：
server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
本文由LongGuan于2025-07-20发表在吾爱品聚，如有疑问，请联系我们。
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