python使用socket實現TCP協議長連接框架
分析多瞭協議就會發現，很多的應用，特別是遊戲類和IM類應用，它們的協議會使用長連接的方式，來保持客戶端與服務器的聯系，這些長連接，通常是TCP承載的。
如果我們要模擬這個客戶端的行為，根據不同應用服務器的實現情況，有些長連接不是必須的，但有些長連接，就必須去實現它。例如最近分析的某應用，雖然它主要使用HTTP協議進行交互，但它在TCP長連接中傳輸瞭一些必須的信息，如果不實現長連接，就會有很多信息無法處理。
在python中，很容易實現HTTP協議，當然，也容易實現TCP協議，它的TCP實現，使用socket庫就可以瞭，隻是需要註意，TCP長連接中通常傳輸的是十六進制數據，協議非標準的，需要自行根據協議分析結果來封裝數據格式。
這裡以一個使用到TCP長連接的協議為樣例，來給出協議的TCP長連接框架，大傢有需要可以參考實現，當然，代碼也是從樣例中摘出來的，並不是完整的。
TCP長連接框架，首先是外部的包裝，初始化一些參數，例如長連接使用到的ip端口及socket套接字等：
self.longip='im.langren001.com' self.longport= 6656 self.threadLock = threading.Lock() self.sockmain = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM); self.longlinktcpstart2() tlonglink = threading.Thread(target=lrsuser.longlinktcpth2,name='mainlink_'+ self.playinfo['uid'], args=(self,)) tlonglink.start() self.threadinfo.append(tlonglink)
這個裡面調用瞭兩個函數，一個是longlinktcpstart2函數，作用是建立socket連接，並對一些連接建立初始時的交互進行實現，另一個是longlinktcpth2函數，是一個線程，實現對連接內的數據進行收發處理。一般來說，這兩個可以在一起實現，但為瞭方便socket異常斷開的處理，分成瞭兩個函數。
longlinktcpstart2的實現如下：
def longlinktcpstart2(self):
server_address = (self.longip, int(self.longport))
self.savelogs('longlinktcpstart2', 'Connecting to %s:%d.' % server_address)
self.sockmain.connect(server_address)
self.databuf = b''
message = genbaseinfo.genalive()
self.sockmain.sendall(message)
message = genbaseinfo.genfirstdata()
if len(message)==0:
self.savelogs('longlinktcpstart2', 'genfirstdata error ')
return False
self.sockmain.sendall(message)
self.longlinkcnt=2
cnt = 0
while (cnt < 2):
try:
buf = self.sockmain.recv(2048)
sz = len(buf)
self.savelogs('longlinktcpstart2', "recv data len "+str(sz) )
if sz > 0:
self.databuf +=buf
self.dealdatabuf()
if cnt == 0:
alivemsg = genbaseinfo.genalive()
self.sockmain.sendall(alivemsg)
self.savelogs('longlinktcpstart2', "sendalive")
regtime=int(round(time.time() * 1000))-random.randint(14400000,25200000)
regtime=regtime*1000
pcode = self.versionstr + '.0'
message = genbaseinfo.genseconddata()
if len(message) == 0:
self.savelogs('longlinktcpstart2', 'genseconddata error ')
return False
self.sockmain.sendall(message)
self.longlinkcnt = self.longlinkcnt + 1
elif cnt == 1:
pcode = self.versionstr + '.0'
message = genbaseinfo.genotherdata()
if len(message) == 0:
self.savelogs('longlinktcpstart2', 'genthirddata error ')
return False
self.sockmain.sendall(message)
self.longlinkcnt = self.longlinkcnt + 1
cnt = cnt + 1
else:
self.savelogs('longlinktcpstart2', 'recv data alive')
except: # socket.error
self.savelogs('longlinktcpstart2', 'socket error,do connect fail')
return False
return True
這裡面的genbaseinfo 相關的函數可以忽略，是用來生成發送的消息數據的實現，用自己的函數去替換即可。dealdatabuf函數是用來處理收到的消息數據實現，這兩個都要根據具體的協議分析情況去實現，註意，生成的用來發送的數據和接收到的需要處理的數據，都需要按十六進制處理，這裡不做詳述。
線程longlinktcpth2是一個循環，協議不退出，循環不結束，實現如下：
def longlinktcpth2(self):
tmalive = 0;
r_inputs = set()
r_inputs.add(self.sockmain)
w_inputs = set()
w_inputs.add(self.sockmain)
e_inputs = set()
e_inputs.add(self.sockmain)
tm=int(round(time.time()))
self.savelogs('longlinktcpth2', 'enter' )
while (self.quitflag==0):
try:
r_list, w_list, e_list = select.select(r_inputs, w_inputs, e_inputs, 1)
for event in r_list:
try:
buf = event.recv(2048)
sz = len(buf)
self.savelogs('longlinktcpth2', "loop recv data len:"+ str(sz) )
if sz > 0:
self.databuf += buf
self.dealdatabuf()
alivemsg = genbaseinfo.genalive()
self.sockmain.sendall(alivemsg)
self.savelogs('longlinktcpth2', "sendalive")
else:
self.savelogs('longlinktcpth2', "遠程斷開連接,do reconnect")
r_inputs.clear()
time.sleep(3)
self.sockmain = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
self.longlinktcpstart2()
r_inputs = set()
r_inputs.add(self.sockmain)
w_inputs = set()
w_inputs.add(self.sockmain)
e_inputs = set()
e_inputs.add(self.sockmain)
except Exception as e:
self.savelogs('longlinktcpth2', str(e))
self.threadLock.acquire()
if (len(self.msglist) > 0):
msg = self.msglist.pop(0)
self.threadLock.release()
self.sockmain.sendall(msg)
self.savelogs('longlinktcpth2',"send a msg")
else:
self.threadLock.release()
tmnow=int(round(time.time()))
if tmnow-tm>30:
message = genbaseinfo.genotherdata()
if len(message) == 0:
self.savelogs('longlinktcpth2', 'genalivedata error ')
return False
self.sockmain.sendall(message)
self.savelogs('longlinktcpth2', "send alivemsg"+str(self.longlinkcnt))
self.longlinkcnt = self.longlinkcnt + 1 #這個要一條連接統一，不能亂，回頭加鎖
tm=tmnow
if len(w_list) > 0: # 產生瞭可寫的事件，即連接完成
self.savelogs('longlinktcpth2',str(w_list))
w_inputs.clear() # 當連接完成之後，清除掉完成連接的socket
if len(e_list) > 0: # 產生瞭錯誤的事件，即連接錯誤
self.savelogs('longlinktcpth2', str(e_list))
e_inputs.clear() # 當連接有錯誤發生時，清除掉發生錯誤的socket
except OSError as e:
self.savelogs('longlinktcpth2', 'socket error,do reconnect')
time.sleep(3)
self.sockmain = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
self.longlinktcpstart2()
r_inputs = set()
r_inputs.add(self.sockmain)
w_inputs = set()
w_inputs.add(self.sockmain)
e_inputs = set()
e_inputs.add(self.sockmain)
self.savelogs('longlinktcpth2', 'leave')
由於這個代碼主要是在windows上使用，因此，longlinktcpth2線程采用瞭select來實現，而沒有使用epoll。在循環中，對異常進行瞭處理，如果發生異常，連接被斷開，則調用longlinktcpstart2重新連接，而不退出循環，其餘的和longlinktcpstart2裡面一致。
由於TCP連接是流的概念，因此，需要對數據進行緩存拼接，這就是上面代碼中databuf的作用，防止每次收到的數據不完整或者太多，方便後續的處理，這才是一個合格的碼農的信仰的自我升華。
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