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[Python] 使用 socket 模組基本教學

我本來打算直接寫一篇使用 Socket 來建立簡單的、只會重複你說的話的 ChatBot，跟現在網路上還滿多的 LineBot 教學差不多。不過差別在於我使用的是 Socket 來建立兩端的連線，而 LineBot 我看過大部份都是使用 webhook 來完成的。

但後來想想，因為我還要拉出界面啥的，怕這樣敘述起來很亂，最後還是忍痛拆成兩偏了。（其實也沒忍什麼，只是覺得一篇解決比較簡單哈哈哈。）

那麼，這篇我先介紹一下 Socket，以及在 Python 中要怎麼使用吧！

Socket

Socket 最早源自於 Berkeley 大學所開發的，我們可以將其視為可以在網路上通訊的工具，只要使用這個工具、或者你習慣說是 API，我們便可以建立起不同主機的 Server 端以及 Client 端，並且讓彼此互相連接、發送訊息。

在 Python 中，本來就存在著 Socket 的 Package，所以我們並不需要使用指令另外安裝，直接 import 即可。

那麼，以下是一段簡單的 sample code。

Server.py

# -*- coding: utf-8 -*-
import socket
HOST = '127.0.0.1'
PORT = 8000

server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind((HOST, PORT))
server.listen(10)

while True:
    conn, addr = server.accept()
    clientMessage = str(conn.recv(1024), encoding='utf-8')

    print('Client message is:', clientMessage)

    serverMessage = 'I\'m here!'
    conn.sendall(serverMessage.encode())
    conn.close()


Output:

沒錯，在這邊的話，我們什麼結果都沒有印出來，我們只是啟動了 socker 的 server 端（伺服器） 在等待 client 端（客戶端）的訊息而已。

Client.py

import socket

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 8000
clientMessage = 'Hello!'

client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect((HOST, PORT))
client.sendall(clientMessage.encode())

serverMessage = str(client.recv(1024), encoding='utf-8')
print('Server:', serverMessage)

client.close()


Output:

# Server
Client message is: Hello!
# Client
Server: I'm here!

稍微講解下程式碼吧。

一開始，在 Server 端，我們先設定好 Host 跟我們的 Port。在這邊，我們 Host 先設定為 127.0.0.1，也就是本機伺服器的地址。如果你有另外一台有固定 IP 的電腦，也可以在上面啟動伺服器（IP 記得填那台電腦的），再用另外一台電腦用 Client 端連線。

socket.AF_INET: IPv4 (Default)
socket.SOCK_STREAM: TCP (Default)

這裡我們要設定這兩種選項，也是經典的 IPv4 的 TCP/IP 連線。這種連線機制比較可靠，不過傳輸速度不夠快。

除此之外還有個地方值得注意：那便是我們傳送的訊息是 byte 的資料型態，我們需要轉換成 string 顯示出來才是字串，詳細可以看我兩邊的程式碼。

Client 端傳送了一次訊息後便關閉了；相較之下，我讓 Server 端持續開著等待 Client 端的請求。

這篇是比較基本就能完成的互傳訊息，接下來我打算進展一些，可用這個套件來完成比較多的功能。

References

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6 thoughts on “[Python] 使用 socket 模組基本教學”

  4. 匿名訪客
    Reply

    你好，我在網路上有看到pymodbus、python socket、modbus_tk三種都是modbus tcp ip通訊，請問這3種差別在哪?

    1. Clay
      Reply

      你好，我並沒有特別鑽研這方面的相關知識。
      不過這是個很有意思的問題，我試著詢問了最近火爆的 chatGPT 這個問題。（如果有興趣，也很歡迎去試試看，現在是免費的研究先覽版本！）
      它的回答如下：

      modbus_tk 是一個 Python 庫，可以用來模擬和測試 Modbus 協定。它提供了一個簡單的方法來模擬 Modbus 用戶端和服務器，並提供了一些有用的工具，如遠程模擬和日誌功能。

      Python socket 是一個 Python 標準庫，用於網絡编程。它提供了底層的網絡套接字功能，可以用來實現客戶端和服務器之間的網絡通信。

      pymodbus 是一個可以用來操作 Modbus 協定的 Python 庫。它提供了一個易於使用的接口來訪問 Modbus 功能碼，並提供了基礎的客戶端和服務器實現。

      這三種庫都是用於實現 Modbus TCP/IP 通信的，但是它們之間有一些差異。modbus_tk 和 pymodbus 都提供了對 Modbus 協定的支持，而 Python socket 提供了網絡编程的基礎功能。modbus_tk 和 pymodbus 都提供了模擬和測試工具，但是 Python socket 主要用於實現客戶端和服務器之間的網絡通信。

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