面试题：Python搭建软件客户端服务器架构之基础通信

服务器端主要代码逻辑

导入必要模块：使用 socket 模块来进行网络编程，例如 import socket。
创建套接字对象：使用 socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 创建基于TCP协议的套接字对象，AF_INET 表示使用IPv4地址，SOCK_STREAM 表示TCP协议。
绑定地址和端口：使用 bind() 方法将套接字绑定到指定的IP地址和端口，如 server_socket.bind(('127.0.0.1', 12345))，这里 127.0.0.1 是本地回环地址，12345 是自定义端口。
监听连接：通过 listen() 方法开始监听客户端连接，例如 server_socket.listen(5)，参数 5 表示允许的最大连接数。
接受客户端连接：使用 accept() 方法进入阻塞状态，等待客户端连接。当有客户端连接时，返回一个新的套接字对象和客户端的地址，如 client_socket, client_address = server_socket.accept()。
数据收发：使用新的套接字对象 client_socket 进行数据的接收和发送，如 data = client_socket.recv(1024) 接收数据，client_socket.sendall(b'Hello, client!') 发送数据。
关闭连接：通信完成后，使用 client_socket.close() 关闭与客户端的连接，最后可使用 server_socket.close() 关闭服务器套接字。

客户端主要代码逻辑

导入必要模块：同样导入 socket 模块，import socket。
创建套接字对象：socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) 创建TCP套接字。
连接服务器：使用 connect() 方法连接到服务器，如 client_socket.connect(('127.0.0.1', 12345))。
数据收发：连接成功后进行数据的发送和接收，例如 client_socket.sendall(b'Hello, server!') 发送数据，data = client_socket.recv(1024) 接收数据。
关闭连接：通信结束后，使用 client_socket.close() 关闭套接字。

处理多客户端连接的方法

多线程：

在服务器端接受客户端连接后，为每个客户端创建一个新的线程来处理通信。例如使用 threading 模块，在接受客户端连接后：

import threading
def handle_client(client_socket, client_address):
    try:
        while True:
            data = client_socket.recv(1024)
            if not data:
                break
            # 处理数据
            client_socket.sendall(b'Processed')
    except Exception as e:
        print(f'Error handling client {client_address}: {e}')
    finally:
        client_socket.close()

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

多进程：

与多线程类似，使用 multiprocessing 模块为每个客户端创建一个新的进程。但进程开销相对较大，适用于计算密集型任务场景，示例如下：

import multiprocessing
def handle_client(client_socket, client_address):
    try:
        while True:
            data = client_socket.recv(1024)
            if not data:
                break
            # 处理数据
            client_socket.sendall(b'Processed')
    except Exception as e:
        print(f'Error handling client {client_address}: {e}')
    finally:
        client_socket.close()

while True:
    client_socket, client_address = server_socket.accept()
    client_process = multiprocessing.Process(target = handle_client, args=(client_socket, client_address))
    client_process.start()

异步I/O（asyncio）：

使用Python的 asyncio 库来实现异步处理多个客户端连接。这种方式适用于I/O密集型任务，能有效提高效率。示例代码如下：

import asyncio
async def handle_client(reader, writer):
    try:
        while True:
            data = await reader.read(1024)
            if not data:
                break
            # 处理数据
            writer.write(b'Processed')
            await writer.drain()
    except Exception as e:
        print(f'Error handling client: {e}')
    finally:
        writer.close()

async def main():
    server = await asyncio.start_server(handle_client, '127.0.0.1', 12345)
    async with server:
        await server.serve_forever()

asyncio.run(main())

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面试题答案

服务器端主要代码逻辑

客户端主要代码逻辑

处理多客户端连接的方法