【问题标题】:Python: SocketServer closes TCP connection unexpectedlyPython:SocketServer 意外关闭 TCP 连接
【发布时间】:2015-04-10 22:42:54
【问题描述】:

我想实现一个 TCP/IP 网络客户端应用程序,它将请求发送到 Python SocketServer 并期望得到响应。我已经开始使用官方 Python SocketServer sample code:

server.py:

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8

import SocketServer

class MyTCPHandler(SocketServer.StreamRequestHandler):

    def handle(self):
        request  = self.rfile.readline().strip()
        print "RX [%s]: %s" % (self.client_address[0], request)

        response = self.processRequest(request)

        print "TX [%s]: %s" % (self.client_address[0], response)
        self.wfile.write(response)

    def processRequest(self, message):
        if   message == 'request type 01':
            return 'response type 01'
        elif message == 'request type 02':
            return 'response type 02'

if __name__ == "__main__":
    server = SocketServer.TCPServer(('localhost', 12345), MyTCPHandler)
    server.serve_forever()

client.py:

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8

import socket

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

try:
    sock.connect(('127.0.0.1', 12345))

    data = 'request type 01'
    sent = sock.sendall(data + '\n')
    if sent == 0:
        raise RuntimeError("socket connection broken")

    received = sock.recv(1024)
    print "Sent:     {}".format(data)
    print "Received: {}".format(received)

    data = 'request type 02'
    sent = sock.sendall(data + '\n')
    if sent == 0:
        raise RuntimeError("socket connection broken")

    received = sock.recv(1024)
    print "Sent:     {}".format(data)
    print "Received: {}".format(received)

except Exception as e:
    print e

finally:
    sock.close()

server.py 输出:

RX [127.0.0.1]: request type 01
TX [127.0.0.1]: response type 01

client.py 输出:

Sent:     request type 01
Received: response type 01
[Errno 54] Connection reset by peer

做错了什么?似乎服务器正在关闭连接。我怎样才能让它保持打开状态?

注意:这是C++/Qt: QTcpSocket won't write after reading的后续问题

更新(abarnert's answer之后):

我从中得出的结论是,SocketServer.StreamRequestHandler 不是最新的设计,虽然它允许我通过网络连接,但它并不能真正支持我需要的所有 TCP/IP 相关方面注意实现稳健的沟通。

这已在 Python 3 中通过 asyncio 解决,但由于项目存在于 Python 2 中,因此无法选择。因此,我在Twisted 中实现了上面描述的服务器和客户端:

server.py:

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8

from twisted.internet.protocol import Factory
from twisted.protocols.basic import LineReceiver
from twisted.internet import reactor

class SimpleProtocol(LineReceiver):

    def connectionMade(self):
        print 'connectionMade'

    # NOTE: lineReceived(...) doesn't seem to get called

    def dataReceived(self, data):
        print 'dataReceived'
        print 'RX: %s' % data

        if   data == 'request type 01':
            response = 'response type 01'
        elif data == 'request type 02':
            response = 'response type 02'
        else:
            response = 'unsupported request'

        print 'TX: %s' % response
        self.sendLine(response)

class SimpleProtocolFactory(Factory):

    def buildProtocol(self, addr):
        return SimpleProtocol()

reactor.listenTCP(12345, SimpleProtocolFactory(), interface='127.0.0.1')
reactor.run()

client.py:

#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8

from twisted.internet import reactor
from twisted.internet.protocol import Protocol
from twisted.internet.endpoints import TCP4ClientEndpoint, connectProtocol

class SimpleClientProtocol(Protocol):
    def sendMessage(self, msg):
        print "[TX]: %s" % msg
        self.transport.write(msg)

def gotProtocol(p):
    p.sendMessage('request type 01')
    reactor.callLater(1, p.sendMessage, 'request type 02')
    reactor.callLater(2, p.transport.loseConnection)

point = TCP4ClientEndpoint(reactor, '127.0.0.1', 12345)
d = connectProtocol(point, SimpleClientProtocol())
d.addCallback(gotProtocol)
reactor.run()

客户端不会关闭,而是闲置直到 CTRL+C。 Twisted 可能需要一段时间才能理解,但对于手头的工作,使用经过测试和尝试的框架显然比自己完成所有这些基础工作更合理。

注意:继续Twisted XmlStream: How to connect to events?

【问题讨论】:

    标签: python sockets tcp network-programming twisted


    【解决方案1】:

    这里的问题是,在TCPHandler 中,“请求”实际上是一个完整的连接,从头到尾。* 你的处理程序在accept 上被调用,当你从它返回时,套接字被关闭.

    如果您想在此基础上构建一个 request-response-protocol 处理程序,该处理程序在单个套接字级别请求上处理多个协议级别请求,您必须自己做(或使用更高级别的框架) . (BaseHTTPServer 等子类演示了如何执行此操作。)

    例如,您可以在 handle 函数中使用循环。当然你可能想在这里添加一个异常处理程序和/或处理来自rfile的EOF(注意self.rfile.readline()将返回''用于EOF,但'\n'用于空行,所以你必须先检查它调用strip,除非你想在你的协议中用一个空行来表示“退出”)。例如:

    def handle(self):
        try:
            while True:
                request  = self.rfile.readline()
                if not request:
                    break
                request = request.rstrip()
                print "RX [%s]: %s" % (self.client_address[0], request)
    
                response = self.processRequest(request)
    
                print "TX [%s]: %s" % (self.client_address[0], response)
                self.wfile.write(response + '\n')
        except Exception as e:
            print "ER [%s]: %r" % (self.client_address[0], e)
        print "DC [%s]: disconnected" % (self.client_address[0])
    

    这将经常与您现有的客户端一起工作,至少在卸载机器上的 localhost 上工作,但它实际上并不正确,而且“经常工作”很少足够好。请参阅TCP sockets are byte streams, not message streams 以获得更长的讨论,但简而言之,您需要做David Schwarz's answer 中提到的事情:将换行符附加到您从服务器写入的内容(我已经在上面做过),并且让客户端逐行读取,而不是一次仅尝试读取 1024 个字节(您可以通过编写自己的缓冲区和拆分行代码来完成,或者仅使用 makefile 方法,因此它可以使用rfile.readline() 就像服务器端一样。)

    不修复客户端不会导致回答索赔的问题,但它导致如下问题:

    Sent:     request type 01
    Received: resp
    Sent:     request type 02
    Received: onse type 01
    response typ
    

    您可以看到,在实际尝试以编程方式处理响应的实际程序中,response type 01\nresponse typ 之类的响应不会很有用……


    * 请注意,SocketServer 是一个没有人真正喜欢的古老设计。 Python 3 添加asyncio 是有原因的,而Python 2 中的人们通常使用Twistedgevent 等第三方框架。它们对于简单的任务来说更简单,对于复杂的任务来说更灵活/强大(而且效率更高)。

    【讨论】:

      【解决方案2】:

      客户端坏了。它只调用一次recv,然后关闭连接,而不确保它已收到服务器必须发送的所有内容。

      解决此问题的正确方法取决于您使用的协议,您尚未解释。从服务器代码中看不出服务器到客户端“消息”的协议是什么。客户端应该期望从服务器获得什么?例如,服务器期望来自客户端的 line,一条用换行符标记的消息以指示该行的结尾。因此,服务器通过检查换行符来知道它何时收到了消息。客户应该怎么做?代码在哪里?

      为了论证,我假设您的协议始终使用消息并将消息定义为由换行符终止。

          request  = self.rfile.readline().strip()
      

      这会读取一个消息,因为它调用readline

      sent = sock.sendall(data + '\n')
      

      这会发送一个消息,因为它会发送一系列由换行符终止的字节。

      received = sock.recv(1024)
      

      糟糕,这只是接收一些字节,而不是消息。需要有代码来检查是否接收到换行符,如果没有,则再次调用recv,否则调用close 将强制异常关闭套接字(因为该消息没有,也永远不会被接收),这正是您所看到的。

      【讨论】:

      • 这里的建议一般都不错,但基本点是错误的——客户端调用recv,然后是sendall,然后又是recv,所以问题是不是 i> 它只调用一次recv 然后关闭连接。问题是第二个recv 失败并显示ECONNRESET
      • 如果客户端调用close而没有读取完整的消息,那么服务器中的下一个recv将失败并显示ECONNRESET。可能还有其他问题,但是在单个recv之后关闭连接肯定会导致连接重置,而另一边的下一个recv会检测到这一点。
      • 但这就是重点:客户端调用close。在sendall 之后的下一个是另一个recv;两者之间不可能有close。问题是 服务器 正在关闭套接字,而不是客户端。
      • 在第二个recv 之后有一个close(在finally 块中)。如果那个recv没有收到完整的消息,连接就会异常终止。
      • 但是错误来自第二个recv。 (你可以说出来,因为如果recv 已经发生,它必须打印第二组TXRX 行,或者打印异常,然后才能到达close。在这种情况下,它会打印异常,正如您从 OP 的输出中看到的那样。)此外,关闭带有缓冲区中剩余数据的套接字不会导致异常终止;这是一件完全合法的事情(正如您可以从 OP 的输出没有追溯异常的事实中看出的那样)。
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