2

Доброго времени суток.

Кратко: Как обеспечить связь между двумя пользователями программы с типом подключения клиент-клиент?

Подробно:

Возникла идея получить и сразу же применить знания в области сетей и многопоточности на Python. Предполагалось написать несложную программу, "исполняемый файл" которой будет одинаковым у обеих пользователей.

Познакомился с socket-ами. Написал (скопировал) примеры с первого сайта. Насколько хватило мозгов, понял, что в сокетах всё делится на "сервер" и "клиент", причём передавать и принимать данные может как первый, так и второй.

Хорошо, сказал я себе. Пускай в приложении будет кнопка "создать сервер" и "подключиться к серверу". В первом случае будет запускаться "сервер", во втором - клиент (логично).

Интерфейс

Проблемы начались, когда дошло дело до кода. Ещё на этапе изучения информации, я понял, что всё общение с сетью нужно выносить в отдельные поток. Значит, в программе у меня должны быть "ServerThread" и "ClientThread", так как назначения (ровно как и код) у них разные. До этого момента было всё более-менее хорошо, и даже получилось получить подтверждение, что потоки работают как надо, и программы "слышат" друг друга.

Не очень информативно, но всё же (слева "сервер", справа "клиент"): Результат подключения сервера и клиента

И вот самое главное - процесс отправления информации туда-сюда, вызывает у меня судорожное недоумение. Моя идея: так как информация может отсылаться с обоих сторон, значит, обе стороны должны постоянно (с каким-то промежутком) опрашивать сокет (или просто ждать из него информации). Супер. Значит, внутри каждого такого потока должен быть ПОДпоток?! Или как это должно быть устроено?

На данный момент я вижу пару решений:

  1. Сохранять сокет. Что я имею под этим ввиду: возможно, connection, который возвращает сервер, можно хранить вне потока? И то же самое делать и с socket клиента? Тогда потоков всё-равно остаётся два, но уже других - направленных на получение/отправку информации. О каких connection и socket я веду речь: Картинка с коннекшионом и сокетом Но можно ли такое делать? Нет, мне не сложно попробовать, но это будет велосипед, ведь правда?
  2. Сделать сервер отдельной программой. Ну, такой вариант будет рассматриваться мной в последнюю очередь. Всё же идею изначальную хочется реализовать именно описанным выше образом.

Суммируя всё вышесказанное: прошу помочь с спагетти-идеями или хотя бы тыкнуть носом туда, где лучше почитать про реализацию подобной штуки.

Спасибо.


По совету @eri слегка переработал идею: оба приложения запускают севера в отдельном потоке на "прослушивание", а отправку делают с помощью UDP без потоков. Таким образом под кнопкой "Создать сервер" теперь находится:

class Programm:
    ...
    def create_server(self):
        HOST, PORT = "localhost", 9999

        with socketserver.UDPServer((HOST, PORT), MyUDPHandler) as server:
            self.server_thread = threading.Thread(target=server.serve_forever)
            # self.server_thread.start()  # Смотри ниже

, где MyUDPHandler:

class MyUDPHandler(socketserver.BaseRequestHandler):
    def handle(self):
        data = self.request[0].decode()
        print("{} wrote:".format(self.client_address[0]))
        print(data)

Производится попытка отправки сообщения на данный сервер из этой же программы:

class Programm:
    ...
    def connect_to_server(self):
        # Пока что просто пытаемся отправить data
        HOST, PORT = "localhost", 9999
        data = "Wow, it's data!"
        sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
        sock.sendto(data.encode(), (HOST, PORT))
        print("Sent:     {}".format(data))

В идеале я должен видеть в консоли две строки:

(1) Sent:     Wow, it's data!  # Информация отправленная клиентом
(2) "Wow, it's data!"          # Информация принятая сервером

Тем не менее, этого не происходит. Появляется лишь (1), а в метод handle выполнение программы и вовсе не заходит.

Я подумал, может, поток "инициализируется", но при это не запускается? Хорошо, добавил строку self.server_thread.start() в метод create_server (место помещения этой строчки смотри в коде выше). Теперь программа совершенно не хочет запускаться, заявляя следующее:

OSError: [WinError 10038] Сделана попытка выполнить операцию на объекте, не являющемся сокетом

Отладка не дала полезной для меня информации. Где я могу ошибаться? В понимании потоков? В MyUDPHandler?


Проблема скрывалась в методе create_server. Переписанный код:

class Programm:
    ...
    def create_server(self):
        HOST, PORT = "localhost", 9999

        server = socketserver.UDPServer((HOST, PORT), MyUDPHandler)
        self.server_thread = threading.Thread(target=server.serve_forever)
        self.server_thread.start()
4
  • Как третий вариант: запускать с каждой стороны и сервер, и клиент.
    – Sergey NaN
    9 мар 2020 в 21:18
  • Ещё идея: после установления соединения кидать оба потока в бесконечный цикл на приём данных. В нём сделать какой-нибудь if, который будет отвечать за выполнение отправки данных.
    – Sergey NaN
    10 мар 2020 в 4:41
  • 1
    Сервер от клиента отличаются только фазой соединения. После того как соединение установлено это понятие размывается. Часть протоколов просто оговаривают кто в каком порядке отправляет и ждет данные. Но если необходима двусторонняя связь при которой любая из сторон в любой момент может что то посылать, то сокет надо проверять на наличие данных постоянно, в промежутках между другой работой. Это можно делать различными способами, но наиболее удобно использовать асинхронные методы. На сколько мне говорит гугл в питоне за это отвечает модуль syncio поизучайте его доку
    – Mike
    10 мар 2020 в 6:44
  • 2
    Вообще на более низком уровне это делается с помощью функции select (или более эффективной poll), можете с ними попробовать (в гугле "python socket select"). syncio под капотом должна их использовать. И кстати отдельные потоки не особо то и нужны, при условии что основной и единственный поток не нагружен какой то вычислительной работой из за которой у него нет времени опрашивать сеть. Ну по крайней мере это в других языках так, подозреваю что в питоне то же самое
    – Mike
    10 мар 2020 в 6:53

1 ответ 1

2

Клиент-клиент соединение сложно в реализации, но возможно при использовании протоколов поверх udp.

Лучше же использовать соединение сервер-сервер с UDP. Ведь сокет сервер датаграм может отсылать сообщения на любой адрес.

Для опроса сервера есть готовые конструкции.

Синхронный сервер. https://docs.python.org/3/library/socketserver.html . На каждое сообщение будет вызываться handle в котором можно читать сообщения. server_thread = threading.Thread(target=server.serve_forever) и Ваш сервер работает в отдельном потоке.

Асинхронный вариант чуть сложнее и требует запуска asyncio.loop https://docs.python.org/3/library/asyncio-protocol.html#udp-echo-server

Для графических приложений надо этот сервер запускать в отдельном процессе или запускаться на потоке графики через https://github.com/CabbageDevelopment/qasync или подобное.

Дергать poll/select - вариант, но это усложняет код.

Держи минимальный пример:

import socketserver
import sys
import threading

class MyUDPHandler(socketserver.BaseRequestHandler):

    def handle(self):
        data = self.request[0].strip()
        socket = self.request[1]
        peer, peer_port  = self.client_address # Узнаешь адрес вызывающей стороны
        print("\r{}:{} <".format(peer, peer_port))
        print(data.decode())

HOST, PORT = "0.0.0.0", int(sys.argv[1])
print('Serving at {}:{}'.format(HOST, PORT) )
server =  socketserver.UDPServer((HOST, PORT), MyUDPHandler) 
server_thread = threading.Thread(target=server.serve_forever)
server_thread.start()

sock = server.socket  

# Эта часть в графике будет не обязательной на одной стороне.
# Пира можно получить когда придет первый пакет. 
# Но в этой версии нужно ввести на обоих концах

peer, peer_port = input('Connect to:').split(':')
peer_port = int(peer_port)

while True: # основной цикл интерфейса
    sock.sendto(input('>').encode(), (peer, peer_port))

Запускаешь python3 udpui.py 6667 и python3 udpui.py 6667. Потом вводи адрес обратной стороны и можно чатиться

10
  • Вижу в вашем ответе "соединение сервер-сервер", однако в документации по первой ссылке показывается лишь "соединение сервер-клиент". Но, насколько я понял, сервер тоже может выполнять sendto, поэтому это не фатально (как мне хочется верить). Получается, обе программы у двух пользователей поднимают сервера, настроенные на приём информации, а отправляют информацию они обычной "функцией", без потоков?
    – Sergey NaN
    10 мар 2020 в 17:22
  • Моих познаний хватает, чтобы понять, что строка server_thread = threading.Thread(target=server.serve_forever) "объявляет" поток, однако не запускает его. Тем не менее при попытке выполнить server_thread.start() на следующей строчке интерпретатор ругается, заявляя: OSError: [WinError 10038] Сделана попытка выполнить операцию на объекте, не являющемся сокетом. Где мог ошибиться пока что не вижу. Дополню вопрос через пару минут кодом и ошибкой.
    – Sergey NaN
    10 мар 2020 в 17:29
  • @SergeyNaN да, всё так, sendto можно использовать в основном потоке
    – eri
    10 мар 2020 в 17:56
  • @SergeyNaN тут надо смотреть код)
    – eri
    10 мар 2020 в 17:57
  • Добавил "нужную" (по моему мнению) часть кода в вопрос, которая, собственно, и ломается.
    – Sergey NaN
    10 мар 2020 в 17:59

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.