サンプルプログラム集4（NP python編）

TCPサーバー

from sys import argv
port=int(sys.argv[1]) if len(argv)>1 else 9999
from socket import socket,AF_INET,SOCK_STREAM
sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
sock.bind(('localhost',port))
sock.listen(1)
print("listening on port {}".format(port))

s,ad=sock.accept()
try:
  print('connection from',ad)
  while True:
    data=s.recv(1024)
    if not data : break
    print(data.encode(),end="")
finally:
  s.close()

ソース(srv1.py)

• pythonにはRubyにあるものが提供されていないケースがあるので、その回避策がいくつか必要。
  • Listの添字が範囲外のときにエラーを返すので、事前にチェックが必要。コマンドラインパラメータのデフォルト値を与える際は || ではなく if～else を使った特殊な書き方になる。
  • サーバ用のソケットは提供されていないので、（システムコールのレベルと同じ書き方で）生成～bind～listen～accept の手順が必要になる。
  • unless を使った制御構文がなく、また、breakは式ではなく文の扱いなので || の右辺にも置けない。ここでは（昔ながらの）if not ～ という書き方が必要になる。
  • socketに対して自動的にcloseさせる仕組みが標準的に提供されていない（fileやクライアント側socketにはあるが）ので、try～catch～finallyの構文で、closeさせる行を用意することになる（ここではcatch句は不要）。
    • これをコンテキストマネージャに仕込む書き方を（参考のため） srv1_1.pyに示しておく。
    • また、ライブラリを使って汎用的に自動closeはできるようなので、 これについては次章で紹介することにしておく。
  • print は標準的には最後に改行を出力する。受信したデータが各行の最後に改行文字を含んでいると、改行がダブることになり、サーバ側では一行空けた出力になる。改行しないprintはendオプションで実現します（python2では最後にカンマを置く記法もあったがpython3になって廃止された）。

クライアント

from sys import argv,stdin
import socket
host=sys.argv[1] if len(argv)>1 else 'localhost'
port=int(sys.argv[2]) if len(argv)>2 else 9999

with socket.create_connection((host,port)) as sock:
  for line in stdin:
    sock.send(line.encode())

ソース(client1.py)

• このコードはこれまで紹介した技術の組み合わせ

オウム返しするサーバ

• 前述のサーバに対する変更箇所のみ示す。

  data=s.recv(1024)
  if not data : break
  print(data.decode(),end='')

  ソース(srv2.py)

クライアント

• 標準入力からソケットに流すループ、と、 ソケットから標準出力に流すループ、とが 並行で進むよう改良する。

  from sys import argv,stdin
  import socket, threading
  host=sys.argv[1] if len(argv)>1 else 'localhost'
  port=int(sys.argv[2]) if len(argv)>2 else 9999
  
  with socket.create_connection((host,port)) as sock:
    def recvLoop():
      while True:
        data=sock.recv(1024)
        if not data : break
        print(data.decode(),end="")
    threading.Thread(target=recvLoop).start()
    print("start...")
    for line in stdin:
      sock.send(line.encode())

  ソース(client2.py)

  • threading.Thread を新たに使ってメインのスレッドから子スレッドを分岐させる。
    • Threadオブジェクトを生成して、startメソッドを呼ぶ、という手順。
    • オブジェクト生成時に与える引数のうち重要なのが target（キーワード引数の形で与えることが多い）。関数を予め定義しておいてその関数名を渡すのが標準的な使い方。
  • ここでは関数recvLoopをトップレベルではなくwith構文の内部で定義したが、これは(使う場所よりも前なら)どこでも構わない。

ブロックされないサーバ

• 上記の双方向クライアントと同様にthreading.Threadを使ってスレッドの分岐を行う。

  from threading import Thread
  from sys import argv
  port=int(sys.argv[1]) if len(argv)>1 else 9999
  from socket import socket,AF_INET,SOCK_STREAM
  n=0
  import signal
  signal.signal(signal.SIGINT,signal.SIG_DFL)
  def ans(s):
    global n
    n+=1
    id=n
    try:
      print('connection from',ad)
      s.send("hello I'm server{}\n".format(me).encode())
      while True:
        data=s.recv(1024)
        if not data : break
        line="{}: {}".format(id,data.decode())
        print(line,end='')
        s.send(line.encode())
    finally:
      s.close()
  me=('0.0.0.0',port)
  sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM)
  sock.bind(me)
  sock.listen(1)
  print("listening on port {}".format(port))
  while True:
    s,ad=sock.accept()
    Thread(target=ans,args=(s,)).start()

  ソース(srv3.rb)

• 接続数をカウントするための変数nを、 スレッド処理関数（ここではans）の中と外で共有し、 なおかつ 中での変更を外にも反映させるために、global宣言をする必要がある。

• signal.signal() は、Ctrl-Cによる割り込みでサーバを停止させるために必要。