2. TCP Server 端：从 Socket 创建到连接关闭

这一章，我们来亲手搭建一个 TCP 服务端。说白了，就是让一台机器「蹲」在一个端口上，等着别人来找它说话。

我刚开始学网络编程时，总觉得这玩意儿很玄乎。后来做第一个线上项目，服务端一启动就崩，排查了半天才发现是端口被占用了……嗯，从那以后，我对每一步都格外小心。

2.1 整体流程概览

一个标准的 TCP Server，生命周期就这六步：

1. 创建 Socket —— 向操作系统申请一个网络通信的「门」
2. 绑定地址 —— 把这个门挂到某个 IP 和端口上
3. 监听连接 —— 告诉内核：我准备好了，有人敲门就通知我
4. 接受连接 —— 真正把来访者「领进门」，得到一个专用的通信通道
5. 收发数据 —— 用这个通道和客户端聊天
6. 关闭连接 —— 聊完了，礼貌地说再见，释放资源

下面这张图，把这六个步骤串了起来，你可以先看个全貌：

2.2 创建 Socket

在 Python 里，创建 Socket 就一行代码：

import socket

# 创建一个 IPv4 的 TCP Socket
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

这里有两个参数：

• AF_INET —— 指定使用 IPv4 地址族。如果你要玩 IPv6，就用 AF_INET6。
• SOCK_STREAM —— 指定使用 TCP 协议，面向连接、可靠传输。

2.3 绑定地址

绑定地址，就是把 Socket 和某个 IP + 端口拴在一起。

server_address = ('0.0.0.0', 8888)
server_socket.bind(server_address)

关于 IP 地址，有几种常见写法：

2.4 监听连接

绑定完地址，Socket 还处于「待机」状态。你需要调用 listen() 告诉内核：我开始接客了。

server_socket.listen(5)
print("服务器已启动，等待客户端连接...")

listen() 的参数叫「backlog」，表示连接请求队列的最大长度。什么意思呢？

当多个客户端同时发起连接，而你的服务端来不及处理时，内核会把它们排成一个队列。backlog 就是这个队列的上限。超过上限的请求，会被内核直接拒绝。

我个人建议：

• 开发环境设 5 就够了
• 生产环境根据并发量，一般设 128 或 256
• 不要设太大，否则队列积压会消耗大量内存

2.5 接受连接

这一步是关键。调用 accept() 后，程序会阻塞在这里，直到有客户端连上来。

client_socket, client_address = server_socket.accept()
print(f"客户端 {client_address} 已连接")

accept() 返回两个东西：

• client_socket —— 一个全新的 Socket 对象，专门用来和这个客户端通信
• client_address —— 客户端的 IP 和端口

2.6 收发数据

有了 client_socket，就可以和客户端「聊天」了。TCP 是流式协议，数据像水流一样，没有边界。所以收发数据时，你要自己定义「什么时候算一条完整的消息」。

# 接收数据
data = client_socket.recv(1024)
print(f"收到: {data.decode('utf-8')}")

# 发送数据
response = "Hello, client!"
client_socket.send(response.encode('utf-8'))

recv() 的参数是缓冲区大小，单位是字节。1024 表示一次最多读 1024 字节。如果对方发来的数据超过 1024 字节，剩下的会留在内核缓冲区里，下次 recv() 再读。

这里有个坑：recv() 返回空字节 b'' 时，表示对方已经关闭了连接。你一定要检查这个条件，否则会陷入死循环。

while True:
    data = client_socket.recv(1024)
    if not data:
        print("客户端已断开连接")
        break
    print(f"收到: {data.decode('utf-8')}")

2.7 关闭连接

聊完了，要记得关门。关闭连接有两个层面：

# 关闭客户端连接
client_socket.close()

# 关闭服务端监听（通常在程序退出时）
server_socket.close()

为什么要分开关？因为 server_socket 是「大门」，client_socket 是「客房」。你关掉客房，不影响大门继续接待新客人。只有程序彻底退出时，才需要关大门。

另外，Python 的 with 语句可以帮你自动管理资源：

with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as s:
    s.bind(('0.0.0.0', 8888))
    s.listen(5)
    # ... 业务逻辑
    # 退出 with 块时，s 会自动 close()

但要注意，with 只关闭 server_socket，不会自动关闭 accept() 返回的 client_socket。你需要自己管理每个 client_socket 的生命周期。

2.8 完整示例：一个能跑起来的 TCP Server

把上面所有步骤串起来，就是一个最简单的 TCP 服务端：

import socket

def main():
    # 1. 创建 Socket
    server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

    # 2. 绑定地址
    server_address = ('0.0.0.0', 8888)
    server_socket.bind(server_address)

    # 3. 监听连接
    server_socket.listen(5)
    print(f"服务器启动，监听 {server_address}")

    try:
        while True:
            # 4. 接受连接
            client_socket, client_address = server_socket.accept()
            print(f"客户端 {client_address} 已连接")

            try:
                # 5. 收发数据
                while True:
                    data = client_socket.recv(1024)
                    if not data:
                        break
                    message = data.decode('utf-8')
                    print(f"收到: {message}")
                    response = f"服务器已收到: {message}"
                    client_socket.send(response.encode('utf-8'))
            finally:
                # 6. 关闭客户端连接
                client_socket.close()
                print(f"客户端 {client_address} 连接已关闭")
    except KeyboardInterrupt:
        print("\n服务器正在关闭...")
    finally:
        server_socket.close()
        print("服务器已关闭")

if __name__ == '__main__':
    main()

这个例子虽然简单，但已经包含了 TCP Server 的完整骨架。你可以直接复制运行，然后用 telnet 127.0.0.1 8888 或者 nc 127.0.0.1 8888 来测试。

这六步，是 TCP 服务端编程的「基本功」。后面的章节，我们会在这个基础上，一步步加上并发处理、消息边界、心跳检测、断线重连……把骨架变成一个有血有肉的可靠通信框架。