3、Python Socket编程入门：创建Socket服务端、创建Socket客户端、数据发送与接收、异常处理

好，咱们进入实战环节。前面聊了那么多理论，说白了，Socket就是操作系统给应用层开的一扇门。今天这章，我带你亲手把这扇门推开，写一个能跑起来的服务端和客户端。

我个人习惯，学任何网络编程，先写一个“回声”程序——客户端发什么，服务端原样返回什么。别看简单，它能把整个数据流跑通，后面再往上加业务逻辑就顺了。

3.1 一个最简的Socket服务端

先看服务端。Python标准库里的 socket 模块，开箱即用。

import socket

# 1. 创建 socket 对象
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 2. 绑定地址和端口
server_socket.bind(('0.0.0.0', 8888))

# 3. 开始监听
server_socket.listen(5)
print('服务端已启动，等待客户端连接...')

# 4. 接受客户端连接
client_socket, client_addr = server_socket.accept()
print(f'客户端 {client_addr} 已连接')

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

# 6. 发送响应
client_socket.send(b'Hello from server!')

# 7. 关闭连接
client_socket.close()
server_socket.close()

这里有几个关键点，我当年踩过坑：

• AF_INET：指定IPv4协议。别写成 AF_INET6，除非你确定客户端也走IPv6。
• SOCK_STREAM：TCP协议。UDP用 SOCK_DGRAM，但咱们日志系统走TCP，保证不丢包。
• bind(('0.0.0.0', 8888))：0.0.0.0 表示监听所有网卡。如果只允许本机访问，可以写 '127.0.0.1'。
• listen(5)：这个5是连接等待队列的长度。不是最大连接数，是“还没被accept处理的连接”的上限。

3.2 对应的Socket客户端

服务端写好了，客户端更简单。说白了就是“连上去，说话，听回话，断开”。

import socket

# 1. 创建 socket
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 2. 连接服务端
client_socket.connect(('127.0.0.1', 8888))

# 3. 发送数据
client_socket.send(b'Hello from client!')

# 4. 接收响应
response = client_socket.recv(1024)
print(f'服务端响应: {response.decode()}')

# 5. 关闭
client_socket.close()

嗯，这里要注意：connect 的地址必须和服务端 bind 的地址能通。如果服务端在另一台机器，把 '127.0.0.1' 换成它的IP。

3.3 数据发送与接收的底层逻辑

很多新手会问：recv(1024) 里的1024是什么意思？是不是一次最多收1024字节？

对，但不全对。1024是缓冲区大小。如果对方发了2000字节，第一次 recv 只能拿到前1024，剩下的需要第二次 recv 才能拿到。这就是TCP的“流”特性——它不帮你分消息边界。

我在项目中遇到过一个问题：客户端发了一条JSON日志，服务端 recv 只收到一半，解析JSON直接报错。后来怎么解决的？加了一个简单的长度头——先发4字节的消息长度，再发消息体。服务端先收4字节算出长度，再收对应长度的数据。这个模式后面章节会详细讲。

3.4 异常处理——别让程序裸奔

网络编程里，异常是常态。客户端突然断网、服务端重启、防火墙掐连接……任何一个环节出问题，你的程序都得兜住。

我建议至少捕获这几类异常：

异常类型	触发场景	处理建议
ConnectionRefusedError	服务端没启动，客户端就去连	重试或报错，不要静默失败
TimeoutError	网络延迟，连接或收发超时	设置超时时间，避免线程卡死
ConnectionResetError	对方突然关闭连接	清理资源，关闭socket
BrokenPipeError	向已关闭的连接写数据	写之前检查连接状态

来看一个带异常处理的服务端示例：

import socket

server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_socket.settimeout(30)  # 设置超时，避免死等
server_socket.bind(('0.0.0.0', 8888))
server_socket.listen(5)

try:
    while True:
        try:
            client_socket, addr = server_socket.accept()
            with client_socket:
                data = client_socket.recv(1024)
                if not data:
                    break  # 客户端关闭连接
                client_socket.send(b'ACK: ' + data)
        except socket.timeout:
            print('等待客户端连接超时，继续监听...')
            continue
        except ConnectionResetError:
            print('客户端异常断开')
            continue
except KeyboardInterrupt:
    print('服务端手动停止')
finally:
    server_socket.close()

3.5 本章知识体系总览

下面这张图，把服务端和客户端的核心流程串起来了。你写代码的时候，脑子里可以过一遍这个流程。

这张图左边是服务端流程，右边是客户端流程。虚线箭头表示TCP三次握手建立连接。注意看，服务端多了一个 bind 和 listen，客户端多了一个 connect。其他步骤基本对称。

3.6 避坑指南

最后，分享几个我亲手踩过的坑：

• 地址已被占用：服务端崩溃后立即重启，有时会报 Address already in use。这是因为操作系统还没释放端口。解决方案：在 bind 之前加 server_socket.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)。
• send 不一定发完：send 返回的是实际发送的字节数。如果网络拥堵，可能只发了一半。严谨的做法是循环发送，直到所有数据发完。
• recv 返回空字节：如果 recv 返回 b''，说明对方已经优雅关闭了连接。这时候应该退出接收循环，不要再调 recv。