Python網絡程式設計（weekly summary1）

網絡的目的是什麼？

    用于資訊傳輸、接受  能把各個點、面、體的資訊連結到一起 實作資源的共享

OSI模型：

    應用層：提供程式服務

    表示層：資料加密、優化、壓縮

    會話層：建立連結、傳輸服務

    傳輸層：提供資料傳輸服務

    網絡層：路由選擇 網路互聯

    連表層：連結交換

    實體層：硬體、接口、網卡規定等

    特點：

       将功能分開來達到高内聚低耦合

       讓開發更為清晰

什麼是網絡協定？

    是為了完成計算機網絡通訊而制定的規則、約定、标準

各模型使用的協定：

    應用層：TFTP（檔案傳輸）、HTTP（超文本傳輸協定）、DNS(域名解析)、SMTP（郵件傳輸）

    傳輸層：TCP（面向有連結的可靠的傳輸服務）、UDP（面向無連接配接的不可的傳輸靠服務）

    網絡層：IP（IP位址）常用IPV4：點分十進制   取值0~256之間（32位）  IPV6：:128位

    實體層：IEEE

特殊IP：

   127.0.0.1      本機IP

   0.0.0.0        自動使用本地可用網卡IP

   192.168.1.0    代表網段

   192.168.1.1    通常為網關位址

   192.198.1.255  廣播位址

端口：

  取值範圍1~65535之間

  1~255      一些通用端口

  256~1023   系統端口

  1024~65535 自用端口

Linux指令：

     ifconfig   檢視本機IP

     ping IP    檢視延遲

     ps -aux    檢視系統程序資訊

     chmod      設定檔案權限

     nice -9 ./hello.py  以9的優先級運作

     pstree     檢視程序樹

     ps -ajx    檢視父子程序ID

Linux下檔案類型：

      bcd -lsp

         b（快  裝置檔案）

         c（字元裝置檔案）

         d（目錄）

         -（普通檔案）

         l（連結檔案）

         s（套接字檔案）

         p（管道檔案） 

ps -aux   查詢結果的 STAT表示程序狀态：

    D  等待态  阻塞  不可中斷等待态

    S  等待态  睡眠  可中斷等待态

    T  等待态  暫停  暫停執行

    R  運作态（就緒态）

    Z  僵屍

      +  前台程序（在終端運作）

      <  有較高優先級的程序

      N  較低優先級的程序

       s  回話組

       l  有子程序連結

    程序優先級：

        取值範圍：-20~19   -20最高

Python socket子產品

     socket.gethostname()  擷取本機名

     socket.gethostbyname("主機名")   利用主機名擷取IP

     soccket.gethostbtname（“IP”）  擷取本地IP

IP的十六進制轉換：

    socket.inet_aton(IP)       十進制轉十六進制

    socket.inet_atoa(十六進制) 十六進制轉十進制

    socket.gethostbyaddr('127.0.0.1')

      傳回值：元組（主機， 别名，ip位址）

    socket.getservbyname("程式名")   擷取程式端口

套接字：是通過程式設計語言提供的套接字程式設計借口

傳輸層服務：

    tcp：（SOCK_STREAM）

      面向有連結的可靠的傳輸服務   流式套接字

      1.建立套接字：

             socket = socket.socket（）

      2.綁定位址：

             socket.bind

      3.設定監聽：

             socket.listen（）

      4.等待用戶端連結：

            socket.accept（）

      5.消息收發：

            socket.recv（4096）

            socket.send（“”）

      6.關閉套接字：

            socket.close（）

      用戶端：

         1.建立套接字

            socket.socket.socket()

         2.發起連結

               socket.connect(位址)

         3.消息收發

               socket.recv(1024)  收消息

               socket.send("")    發消息

               socket.sendall（）：

                   事物發消息 成功傳回None 失敗異常

         4.關閉套接字

                socket.close（）

      recv特性：

           建立連結的另一端被斷開，會傳回一個空字元串  從緩沖區取内容

      send特性：

           另一端不純在産生一個pipe Broken 異常  向緩沖區寫内容

      緩沖區：

           減少和和磁盤互動協調資料收發  提高效率

      粘包：

           由于tcp是資料流套接字的原因每次發送的資料間

           沒有邊界一次取不完下次取資料時會形成粘包

    udp：（SOCK_DGRAM）

      面向無連接配接的不可靠的傳輸服務 資料報套接字

            socket = socket.socket（AF_INET,SOCK_DGRAM）

            socket.bind（）

      3.收發消息：

            socket.recvfrom（）

            socket.sento()

      4.關閉套接字：

          1.建立套接字：

            socket = socket.socket()

          2.收發消息;

            socket.recvform()

            socket.sendto(“”， 位址)

          3.關閉套接字：

            socket.close()

sys.argv() 指令行擷取參數

傳回值：

    元組：sys.argv[0] 開始  空格隔開 引号隔開

套接字屬性方法:

     套接字的屬性：

            socket.type

     位址類型：

            socket.family

     套接字IO描述符：

            socket.fileno()

            系統IO描述符：

               sys.stdin = 0

               sys.stdout = 1

               sys.stderr = 2

     擷取套接字位址：

             socket.getsockname()

     擷取套接字用戶端位址：

             socket.getpeername()

     設定端口重用：

             socket.setsockopt(SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)

     擷取套接字選項值：

             socket.getsockopt()

     設定為非阻塞狀态:

             socket.setblocking(False)

     逾時檢測：

             socket.settimeout（sec）

HTTP協定（超文本傳輸協定）：

     網站浏覽器擷取網頁的一種協定

     并且所有的www.檔案都必須遵守這個标準

HTTP請求：

      1.請求行：

            說明具體的請求類别和内容

           GET        /index.html    /HTTP/1.1

         請求類别      請求内容       協定版本

      請求類别：

         GET：              擷取網絡資源

         POST：           送出一定的附加資料

         HEAD：          擷取響應頭

         PUT：             更新伺服器資源

         DELETE：        删除伺服器資源

         CONNECT：   未使用

         TRACE：         用于測試

         OPTIONS：    擷取伺服器性能資訊

      2.請求頭：

            對請求的具體描述

      3.空行

      4.請求體：

            具體的參數或送出的内容

HTTP響應：

      1.響應行:回報具體的響應情況

          HTTP/1.1     20       OK

          版本協定   響應碼   附加資訊

       響應嗎：

           1xx：提示資訊，表示請求已經接收

           2xx：響應成功

           3xx：響應需要定向（重新記載連結第三方連結）

           4xx：用戶端錯誤

           5xx：伺服器端錯誤

      2.響應頭：

         對響應内容的具體描述

      4.響應體：

         将用戶端請求内容進行傳回

IO：

    在記憶體中存在資料交換的操作可以認為是IO操作（輸入輸出）

    IO密集程式：

         大量的IO操作，消耗CPU較少

    CPU密集程式：

         大量的記憶體CPU運算，IO相對較少

IO分類：

    阻塞IO：

       因為某些條件沒有達成 導緻程式堵塞 如：input函數

    非阻塞IO：

       改變阻塞函數的狀态不讓其阻塞

IO多路複用：

     通過一個監測

     監控多個IO事件的行為，

     哪個IO事件準備就緒就執行哪個IO事件

IO準備就緒：

     IO事件即将發生時的臨界狀态

select子產品

      監控IO事件

      rs， ws， xs = select（rlist， wlist， xlist[， timeout]）

      rlist：  等待處理的IO

      wlist：  主動處理的IO

      xlist：  出錯希望去處理的IO

位運算：

   按照二進制位進行位運算操作

    & 按為與   |  按位或   ^  按位異或    << 左異    >>右移

poll方法實作IO多路複用：

   1.建立poll對象：

       p = select.poll

   2.注冊關注的IO：

       p.register(s， POLLIN | PLLERR)

       不關注：

          p.unregister(s)

       事件類别：

          POLLIN  POLLOUT  POLLERR  POLLHUP   POLLPRI

            rlist           wlist          xlist          斷開       緊急處理 

   3.監控IO：

       events = p.poll（）

       功能：監控關注的IO事件

       傳回值：

           傳回發生IO事件

   events是一個清單[(fileno, evnet), (), ()....]

   每個就緒IO對應一個元組（描述符，就緒事件）

           IO地圖：{s.fileno():s}

   4.處理IO事件

本地套接字：

   作用：

      用于本地檔案不同程式間進行資料傳輸

   本地套接字傳輸流程：

      1.建立本地套接字對象

          sockfd = socket（AF_UNIX, SOCK_STREAM）

      2.綁定套接字檔案，如果檔案不存在則自動建立 存在則報錯

         sockfd.bind（file）

      3.監聽

         listen

      4.消息收發

         recv send

多任務程式設計：

     通過程式利用計算機的多個核心達到同時執行多個任務的目的

     是以達到提升程式運作效率的目的

     并行：

        多個計算機核心在同時處理多個任務，

        這時多個任務之間是并行關系

     并發：

        同時運作多個任務，核心在多個任務之間的不斷切換，

        達到多個任務都會執行的處理效果

        此時多個任務之間是并發關系

     程式:

        可執行檔案，是靜态的，隻占有磁盤

     程序：

        是一個動态過程  程式的運作過程

     CPU時間片：

         如果有個程序占有CPU此時我們稱為該程序占有CPU的時間片

         多個程序任務或輪流占有CPU時間片并形成并發效果

    程序特征：

        程序是作業系統配置設定資源的最小單元

        每個程序擁有自己獨立的運作空間（4個G的虛拟記憶體空間）

        程序之間互相獨立各不影響

    程序的狀态：

        三态：

            就緒狀态：

                 程序具備執行條件，等待系統配置設定處理器資源進入運作态

            運作态：

                 程序占有CPU處于運作狀态

            等待态：

                 程序暫時不具備運作條件，需要阻塞等待

        五态：

             在三态的基礎上增加建立和終止态 

             建立：

                  建立一個新的程式，擷取系統資源的過程

             終止：

                  程序執行結束，釋放資源的過程

OS子產品：

   判斷一個檔案是否存在：

       os.path.exists（file）

   删除檔案：

       os.remove(file)

       os.unlink(file)

   建立程序：

       os.fork（）

   擷取程序id：

       os.getpid（）

   擷取父程序id：

       os.getppid（）

   退出一個程序：

       os.exit()

       sys.exit（退出提示）

   sys.exit（） 可以通過捕獲 SystemExit異常退出

孤兒程序：

    當父程序優先于子程序退出，此時子程序就會成為孤兒程序

    孤兒程序會被系統指定程序收養  退出後會自動處理

僵屍程序：

    當子程序優先于父程序退出，父程序沒有處理子程序的退出狀态

    就會變成僵屍程序   僵屍程序會滞留PCB 消耗記憶體資源

如何避免僵屍程序的産生：

    1.父程序先退出

    2.父程序處理子程序狀态

處理僵屍程序：   

       PID，status = os.wait（）：

           wait 在父程序中阻塞等待處理子程序的退出

           傳回退的子程序的怕pid和退出狀态

       pid，status = os.waitpid（pid，option）：

           waitpid 在父程序阻塞等待處理子程序的退出

           參數 ：

               pid   -1 表示等待任意子程序退出 

                     >0 表示等待對應PID号的子程序退出 option 

                      0 表示阻塞等待 WNOHANG 表示非阻塞 

利用二級子程序：

      父程序建立子程序等待程序退出

      子程序建立下一個程序，然後立即退出

      二級子程序成為孤兒程序  處理具體工作

multiprocessing子產品

   process（）

     功能：

       建立程序對象

     參數：

       target：函數對象

       name 給程序新名稱（）

       args：元組 用來給target函數位置傳參

       kwargs：字典 用來給target函數鍵值傳參

   啟動程序：

       p.start（）

         調用綁定函數有子程序運作

   等待子程序退出：

       p.join（[逾時檢測]）

          不使用join回收可能後産生僵屍程序

   使用multiprocessing建立程序子程序同樣複制父程序的全部記憶體空間

   之後有自己的獨立空間 執行上互不幹擾 子程序也有自己的PID特有資源等

   使用multiprocessing建立子程序，一般父程序功能就是隻用來建立子程序

   回收子程序，傳回事件交給子程序完成