python网络编程——UDP通信附实例参考

简介

在网络通信编程中，用的最多的就是UDP和TCP通信了，原理这里就不分析了，网上介绍也很多，这里简单列举一下各自的优缺点和使用场景

通信方式	优点	缺点	适用场景
UDP	及时性好，快速	视网络情况，存在丢包	与嵌入式设备通信，实时控制场景
TCP	丢包会自动重发，理论上不用担心丢包问题	延时相对大一些	通信可靠性场景，比如IoT设备控制，状态同步

例程一：UDP server端，UDP数据接收

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

"""
udp通信例程：udp server端，修改udp_addr元组里面的ip地址，即可实现与目标机器的通信，
此处以单机通信示例，ip为127.0.0.1，实际多机通信，此处应设置为目标客户端ip地址
"""
__author__ = "River.Yang"
__date__ = "2021/4/30"
__version__ = "1.0.0"

from time import sleep
import socket


def main():
    # udp 通信地址，IP+端口号
    udp_addr = ('127.0.0.1', 9999)
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 绑定端口
    udp_socket.bind(udp_addr)

    # 等待接收对方发送的数据
    while True:
        recv_data = udp_socket.recvfrom(1024)  # 1024表示本次接收的最大字节数
        # 打印接收到的数据
        print("[From %s:%d]:%s" % (recv_data[1][0], recv_data[1][1], recv_data[0].decode("utf-8")))

if __name__ == '__main__':
    print("当前版本： ", __version__)
    print("udp server ")
    main()

代码解析

1. socket函数中第二个参数就是通信类型，此处SOCK_DGRAM 就是指定使用UDP通信
2. 服务端需要使用bind函数绑定端口，客户端不需要，因为客户端发送的时候已经带了端口参数

例程二：UDP client端，UDP数据发送

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

"""
udp通信例程：udp client端，修改udp_addr元组里面的ip地址，即可实现与目标机器的通信，
此处以单机通信示例，ip为127.0.0.1，实际多机通信，此处应设置为目标服务端ip地址
"""

__author__ = "River.Yang"
__date__ = "2021/4/30"
__version__ = "1.0.0"

from time import sleep
import socket

def main():
    # udp 通信地址，IP+端口号
    udp_addr = ('127.0.0.1', 9999)
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)

    # 发送数据到指定的ip和端口,每隔1s发送一次，发送10次
    for i in range(10):
        udp_socket.sendto(("Hello,I am a UDP socket for: " + str(i)) .encode('utf-8'), udp_addr)
        print("send %d message" % i)
        sleep(1)

    # 5. 关闭套接字
    udp_socket.close()


if __name__ == '__main__':
    print("当前版本： ", __version__)
    print("udp client ")
    main()

例程三：多线程实现UDP数据收发

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

"""
python多线程通信
"""
__author__ = "River.Yang"
__date__ = "2021/3/24"
__version__ = "1.0.0"

from time import sleep
import socket
import threading

# 定义全局变量
t1_count = 0
t2_count = 0


def udp_received_hundle(s):
    global t1_count
    print("this is thread 1 running")
    while True:
        t1_count += 1
        print("thread 1 第 %s 次运行" % t1_count)
        recv_data = s.recvfrom(1024)  # 1024表示本次接收的最大字节数
        # 打印接收到的数据
        print("[From %s:%d]:%s" % (recv_data[1][0], recv_data[1][1], recv_data[0].decode("utf-8")))


def udp_send_hundle(s):
    global t2_count
    print("this is thread 2 running")
    while True:
        t2_count += 1
        print("")
        print("thread 2 第 %s 次运行" % t2_count)
        s.sendto(("Hello,I am a UDP socket for: " + str(t2_count)).encode('utf-8'), udp_addr)
        print("send %d message" % t2_count)
        print("")
        sleep(1)


if __name__ == '__main__':
    print("当前版本： ", __version__)
    # 初始化
    # udp 通信地址，IP+端口号
    udp_addr = ('127.0.0.1', 9999)
    udp_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    # 绑定端口:
    udp_socket.bind(udp_addr)

    # 定义线程
    thread_list = []
    t1 = threading.Thread(target=udp_received_hundle, args=(udp_socket, ))
    thread_list.append(t1)
    t2 = threading.Thread(target=udp_send_hundle, args=(udp_socket, ))
    thread_list.append(t2)

    for t in thread_list:
        t.setDaemon(True)
        t.start()
    for t in thread_list:
        t.join()

    print("exit all task.")
    print('all process end.')

代码解析

1. 这里用到了多线程，虽然python中的多线程是假的多线程，实际上是一个线程分时复用，这里我们不深究，如果平常用到也就几个小任务跑一跑，抄我这个作业就ok。
2. 多线程实际上是从t.join()后才开始正式运行的，这里一定要注意，不能漏了这个函数。
3. udp的收发与上面的例程几乎是一样的。

代码运行效果如下

当前版本：  1.0.0
this is thread 1 running
thread 1 第 1 次运行
this is thread 2 running

thread 2 第 1 次运行
send 1 message

[From 127.0.0.1:9999]:Hello,I am a UDP socket for: 1
thread 1 第 2 次运行

thread 2 第 2 次运行
send 2 message

[From 127.0.0.1:9999]:Hello,I am a UDP socket for: 2
thread 1 第 3 次运行

thread 2 第 3 次运行
send 3 message

[From 127.0.0.1:9999]:Hello,I am a UDP socket for: 3
thread 1 第 4 次运行

thread 2 第 4 次运行
send 4 message

[From 127.0.0.1:9999]:Hello,I am a UDP socket for: 4
thread 1 第 5 次运行

thread 2 第 5 次运行
send 5 message

结语

udp通信比较复杂，但实际用起来并不难，这里只是抛转引玉，给大家一个示例参考，在实际应用过程中，涉及到复杂数据通信，还需要使用通信协议，协议收发，解包等函数，另外数据缓存也很关键，尤其是大数据量的情况下，通常会用到队列相关知识，这一部分就留给大家自行研究吧，有机会也可以讲一讲，如果这篇文章对你有用，不妨点赞关注，你的支持是我最大的动力。

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