1. `socket` 套接字编程

1.1 `socket` 基础

Python 提供 socket 模块来进行底层网络编程，支持 TCP（流式协议） 和 UDP（数据报协议）。

1.1.1 `socket` 相关概念

IP 地址：用于标识网络中的设备（如 192.168.1.1）。
端口号：用于区分同一设备上的不同应用程序（如 HTTP 端口 80）。
协议：
TCP（传输控制协议）：面向连接，保证数据可靠传输。
UDP（用户数据报协议）：无连接，速度快，但不保证数据完整性。
服务器与客户端：
服务器（Server）：监听端口，等待客户端连接。
客户端（Client）：向服务器发起连接并传输数据。

1.2 `socket` TCP 编程

1.2.1 TCP 服务器

一个基本的 TCP 服务器：

import socket

# 创建 TCP 套接字（默认 SOCK_STREAM 为 TCP）
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定 IP 和端口
server_socket.bind(("0.0.0.0", 12345))

# 开始监听（最多 5 个客户端等待）
server_socket.listen(5)
print("服务器启动，等待连接...")

while True:
    # 等待客户端连接
    client_socket, addr = server_socket.accept()
    print(f"客户端 {addr} 连接成功")

    # 接收数据（最大 1024 字节）
    data = client_socket.recv(1024)
    print(f"收到数据：{data.decode()}")

    # 发送响应
    client_socket.send(b"Hello from server!")

    # 关闭连接
    client_socket.close()

1.2.2 TCP 客户端

客户端连接服务器并发送数据：

import socket

# 创建 TCP 套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 连接服务器
client_socket.connect(("127.0.0.1", 12345))

# 发送数据
client_socket.send(b"Hello Server!")

# 接收数据
response = client_socket.recv(1024)
print(f"服务器响应：{response.decode()}")

# 关闭连接
client_socket.close()

1.2.3 TCP 服务器 – 多线程支持

多个客户端并发连接：

import socket
import threading

def handle_client(client_socket, addr):
    print(f"客户端 {addr} 连接成功")
    data = client_socket.recv(1024)
    print(f"收到数据：{data.decode()}")
    client_socket.send(b"Hello from server!")
    client_socket.close()

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.bind(("0.0.0.0", 12345))
server_socket.listen(5)
print("服务器启动，等待连接...")

while True:
    client_socket, addr = server_socket.accept()
    thread = threading.Thread(target=handle_client, args=(client_socket, addr))
    thread.start()

1.3 `socket` UDP 编程

UDP 是无连接的，适用于对速度要求高，但不要求数据可靠性的场景，如视频流或游戏。

1.3.1 UDP 服务器

import socket

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
server_socket.bind(("0.0.0.0", 12345))

print("UDP 服务器启动，等待数据...")

while True:
    data, addr = server_socket.recvfrom(1024)
    print(f"收到来自 {addr} 的数据：{data.decode()}")
    server_socket.sendto(b"Hello from UDP Server!", addr)

1.3.2 UDP 客户端

import socket

client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

# 发送数据
client_socket.sendto(b"Hello UDP Server!", ("127.0.0.1", 12345))

# 接收服务器响应
data, server = client_socket.recvfrom(1024)
print(f"服务器响应：{data.decode()}")

client_socket.close()

1.4 套接字选项

使用 setsockopt 设置不同的套接字行为：

import socket

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 设置 SO_REUSEADDR 允许端口复用，避免“地址已在使用”错误
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

# 绑定端口
sock.bind(("0.0.0.0", 12345))
sock.listen(5)

下篇文章继续讲解 asyncio 异步网络编程，包括 asyncio TCP 服务器、asyncio WebSocket 服务器等内容！

1. socket 套接字编程

1.1 socket 基础

1.1.1 socket 相关概念

1.2 socket TCP 编程