Python多线程socket模拟C/S多人聊天室

0x01 分析

1. 原理

（1）在服务端，由于 socket 的 recv() 方法在成功读取到数据之前，线程会被阻塞，程序无法继续执行，因此需要为每个 socket 单独启动一个线程，每个线程负责与一个客户端进行通信。

（2）在客户端，从服务段读取数据的线程同样也会被阻塞，因此也需要单独启动一个线程，专门负责从服务端读取数据。

2. 实现

（1）服务端

• 包含多个线程，每个socket对用一个线程，负责从socket中读取数据，打印出来并广播给所有建立通信的客户端，因此需要一个 socket_list 来保存所有建立连接的客户端。
• read_client() 函数用来不断读取客户端发送的数据，同时捕获异常。
• server_target() 函数作为线程的执行体，采用循环不断地从socket中读取客户端发送过来的数据，然后遍历 socket_list 向每个客户端进行广播。
• 主线程则负责建立通信，同时每当与一个客户端建立通信，就将其加入到 socket_list 中，并启动一个线程为其服务。

（2）客户端

• 每个客户端需要两个线程，子线程的执行体read_server() 函数负责不断的读取来自服务端的数据，并打印出来。
• 主线程负责建立通信，同时接收用户在键盘的输入，将其发送给服务端。

0x02 代码

（1）服务端

#!/usr/bin/env python 
# -*- coding: utf-8 -*- 
# 文件名：server.py

import socket
import threading

socket_list = []
s = socket.socket()
s.bind(('10.3.98.118', 30000))
s.listen()

def read_client(s):
    try:
        # 接收客户端的数据
        return s.recv(2048).decode('utf-8')
    except:
        # 若有异常，说明连接失败，则删除该socket
        print(str(addr) + ' Left!')
        socket_list.remove(s)

def socket_target(s):
    try:
        while True:
            content = read_client(s)
            if content is None:
                break
            else:
                print(content)
            # 将一个客户端发送过来的数据广播给其他客户端
            for client in socket_list:
                client.send((str(addr)+ ' say: ' +content).encode('utf-8'))
    except:
        print('Error!')
        

while True:
    conn, addr = s.accept()
    # 每当有客户连接后，就将其加到socket列表中
    socket_list.append(conn)
    print(str(addr) + ' Joined!')
    # 每当有客户连接后，就启动一个线程为其服务
    threading.Thread(target=socket_target, args=(conn,)).start()
    

（2）客户端

#!/usr/bin/env python 
# -*- coding: utf-8 -*- 
# 文件名：client.py

import socket
import threading

s = socket.socket()
s.connect(('10.3.98.118', 30000))

def read_server(s):
    while True:
        # 子线程负责从服务端接受数据并打印
        content = s.recv(2048).decode('utf-8')
        print(content)
        
threading.Thread(target=read_server, args=(s,)).start()

while True:
    line = input('')
    if line == 'exit':
        break
    # 主线程负责将用户输入的数据发送到socket中
    s.send(line.encode('utf-8'))

0x03 运行结果

（1）运行一个服务端，三个客户端，在服务端可以看到哪三个客户端进入了“聊天室”（这里用ip+端口号区分）。

（2）三个客户端分别在各自的窗口输入，会在服务端及其他客户端上显示（并指出谁发出的消息）。

（3）关闭两个客户端的连接，会在服务端上显示谁退出了“聊天室”。