一、开发环境
server端：centos 7 python-3.6.2
客户端：Windows 7 python-3.6.2 pycharm-2018
程序目的：1、学习使用socketserver实现并发处理多个客户端。
2、了解使用struct解决TCP粘包。
二、程序设计
（本人菜鸟一枚，对于开发规范，接口设计完全不懂，完全是随心所欲，自娱自乐。写博客主要是记录自己学习的点点滴滴，如有不足之处还请见谅。）
1、server端
1.1 目录结构如下：
1.2 目录简介：
FTP_SERVER：程序主目录
app：程序主逻辑目录，目录下有四个模块：
FTPserver.py：FTP Server端启动入口。
login.py：认证注册模块，用于处理用户注册，登录认证。
dataAnalysis.py：命令解析模块，负责解析，执行客户端命令。
FileOpertion.py：负责文件读，写。数据发送，数据接收。
db：存放user_pwd.db文件，用于存放用户信息（用户名，密码，FTP目录总空间，已使用空间等）
lib：存放公共数据。
1.3 模块中类的继承关系
1.4 执行流程
1.4.1 程序启动文件FTPserver.py，程序启动后进入监听状态。核心代码如下：
class MyFtpServer(socketserver.BaseRequestHandler): def handle(self): # 重写handle方法,处理socket请求 print(f"连接来自{self.client_address}的客户端") commom_obj = Commom() data_analy = DataAnalysis() login_obj = Login() while 1: # 执行用户选项：1、登陆系统 2、注册账号。并返回一个结果 status_id = login_obj.run_client_choice(self.request, commom_obj) if status_id == "01": # 登陆成功 if not self.run_ftp_server(data_analy,commom_obj): # 执行ftpserver主功能 break elif int(status_id) == -1: # client断开连接了 break print(f"客户端{self.client_address}断开了连接") def run_ftp_server(self,data_analy,commom_obj): """" 登陆成功后，接收客户端发来的命令，并进行处理 :param data_analy:负责解析，执行客户端命令的对象 :param commom_obj:程序执行时所需的数据对象 :return 返回false代表客户端断开连接了 """ while True: try: cmd_len_pack = self.request.recv(4) cmd_len = struct.unpack('i',cmd_len_pack)[0] # 获取命令长度，防止粘包 except Exception: break recv_data = self.request.recv(cmd_len).decode('utf-8') # 接收客户端数据 if recv_data.upper() == "Q": # 客户端提出断开连接了 break # 解析，处理客户端的命令 data_analy.syntax_analysis(recv_data, self.request, commom_obj) return False if __name__ == '__main__': print('运行FTP服务') ip_port = ('192.168.10.10',9000) # 创建并发服务端对象 server = socketserver.ThreadingTCPServer(ip_port, MyFtpServer) # 开启服务 server.serve_forever()
1.4.2 服务端进入监听状态后，客户端发起连接请求，服务端接收连接请求后会等待客户单发来状态码，1表示请求登录FTP服务器，2表示客户端要注册用户，注册用户需要服务端手动反馈状态码1才可注册。处理用户登录，注册模块login.py核心代码如下：
class Login(FileOperation): """ 登陆注册类。主要负责用户的登陆认证，和用户注册。 """ def run_client_choice(self,socket_obj,commom): """ 获取客户端的请求，1是登陆，2是注册用户 :param socket_obj: socket对象 :param commom: ftpserver运行时所需要的数据对象 :return: """ recv_choice = socket_obj.recv(1).decode("utf-8") # 获取用户选项：1是登陆，2是注册用户 if recv_choice == "1": # client请求登陆 return self.login_authen(socket_obj,commom) elif recv_choice == "2": # client请求注册账号 return self.register_user(socket_obj,commom) else: return -1 # client断开连接了 # 用户登陆认证 def login_authen(self,socket_obj,commom): """ 客户端登陆认证 :param socket_obj: socket对象 :param commom: ftpserver运行时需要的数据对象 :return:返回1代表登陆成功 """ # 接收client发来的用户名，密码 recv_userPwd = self.recv_data(socket_obj).decode("utf-8").split("|") # 效验用户名密码 check_ret = self.check_user_pwd(recv_userPwd, socket_obj,commom) if check_ret: # 用户名密码正确 self.check_user_home_dir(commom,recv_userPwd[0]) # 检测用户家目录 return commom.status_info["login_success"] else: return commom.status_info["login_fail"] ... # 注册用户 def register_user(self,socket_obj,commom): """ :param socket_obj: :param commom: :return: 返回是否允许注册的结果，1允许客户端注册，2拒绝客户端注册 """ while True: choice_id = input("请输入回应码：1是允许注册，2是不允许注册:") if choice_id.isdigit() and 3 > int(choice_id) > 0: socket_obj.send(choice_id.encode("utf-8")) # 发通知告知客户端，处理结果 if choice_id == "1": # 注册用户 return self.client_register(socket_obj, commom) return choice_id else: print("您输入的信息有误，请重新输入。") ...
1.4.3 客户端登录成功后，服务端会等待接收客户端发来的命令，命令的解析，执行由dataAnalysis.py模块执行，核心代码如下：
class DataAnalysis(FileOperation): """ 数据分析处理类，主要负责解析client发送过来的指令。 """ def syntax_analysis(self,recv_data, socket_obj, commom): """ 负责解析客户端传来的数据。 :param recv_data:接收到的客户端用户数据 :param socket_obj:socket对象 :param commom:数据对象 :return: """ clientData = recv_data.split(" ") if hasattr(self,clientData[0]): # 判断对象方法是否存在 get_fun = getattr(self,clientData[0])#获取对象方法 get_fun(clientData,socket_obj,commom) # 运行对象方法 else: pass ...
执行客户端命令后，继续等待接收客户端发来的命令，如此循环...。
2、客户端
2.1 目录结构如下：
2.2 目录简介：
client：程序主目录。
bin：程序入口，程序启动文件main.py用于建立socket连接，然后调用FTPclient.py模块下的run_ftp_client方法运行程序。
app：程序主逻辑，目录下有四个模块如下：
FTPclient.py：FTP客户端，根据用户选项，执行用户指令。
login.py：认证注册模块，用于处理用户注册，登录认证。
dataAnalysis.py：命令解析模块，解析用户输入的命令，发给服务端获取结果。
FileOpertion.py：负责文件读，写。
lib：存放公共数据，有两个文件：
commom.py：主要存放的是公共变量。
help.txt：存放的是帮助文档，当用户执行help命令时会调用该文件。
2.3 模块中类的继承关系
2.4 执行流程
2.4.1 程序入口main.py，启动后会与FTP服务端建立连接，与服务端连接成功后会调用FTPclient.py模块下的run_ftp_client方法，执行用户功能。核心代码如下：
socket_obj = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) socket_obj.connect(("192.168.10.10",9000)) client_obj = Client() client_obj.run_ftp_client(socket_obj) # 接收用户输入的选项，执行对应的功能
2.4.2 FTPclient.py模块下的run_ftp_client方法会打印菜单，并等待用户输入选项，执行相应功能，核心代码如下：
class Client(Login,DataAnalysis): def run_ftp_client(self,socket_obj): """ 运行用户输入的选项：1、是登陆 2、是注册账号 :return: """ while True: self.login_menu() # 打印系统菜单 choice_id = self.get_user_choice() # 获取用户输入的选项 if choice_id: if self.run_user_choice(choice_id,socket_obj): break else: print("您输入的有误") def get_user_choice(self): """ 获取用户输入的选项 :return: """ choice_id = input("请输入选项：") if choice_id.isdigit() and 4 > int(choice_id) > 0 or choice_id.upper() == "Q": return choice_id return False def run_user_choice(self,choice_id,socket_obj): if choice_id == "1": # 登陆系统 socket_obj.send(choice_id.encode("utf-8")) # 发通知告知服务器准备登陆 if self.run_login(socket_obj) == True: # 执行登陆 return True elif choice_id == "2": # 注册用户 socket_obj.send(choice_id.encode("utf-8")) # 请求服务器，注册用户 self.register_user(socket_obj) # 执行注册 elif choice_id.upper() == "Q": # 退出程序 socket_obj.send(choice_id.encode("utf-8")) # 通知服务器，准备退出程序 socket_obj.close() print("程序正常退出") return True def run_login(self,socket_obj,): """ 运行登陆认证模块，如果登陆成功执行程序主逻辑，否则重新登陆。 :param socket_obj: :return: """ if self.login_authention(socket_obj): while True: send_data = input(">>>").strip(" ") # 获取发送数据（用户执行的命令） if send_data.upper() == "Q": # 正常退出程序 socket_obj.send(send_data.encode("utf-8")) # 通知服务区断开连接 socket_obj.close() print("程序正常退出") return True if self.syntax_analysis(send_data, socket_obj): # 解析用户数据并处理数据 print("异常退出") return True return False def login_menu(self): print("-"*41) print(" 欢迎登陆迷你FTPv1.0") print("-"*41) print("1、登陆系统") print("2、用户注册") print("Q、退出程序")
2.4.3 login.py模块主要用于处理注册和登录的功能，核心代码如下：
class Login(Commom): def login_authention(self,socket_obj): """ 登陆认证 :param socket_obj:socket 对象 :return: """ user_pwd = self.get_user_pwd() # 获取用户名密码 self.send_data(socket_obj,user_pwd) # 将用户名和密码发给服务器 recv_status = socket_obj.recv(2).decode("utf-8") # 等待接收状态码 print(self.status_info[recv_status]) # 打印状态码对应的结果 if self.status_info[recv_status] == '登录成功': return True return False ... def register_user(self,socket_obj): """ 等待服务端反馈是否允许注册用户。 :param socket_obj: :return: """ print("请等待服务端回应.....") recv_status = socket_obj.recv(1).decode("utf-8") if recv_status == "1": # 服务端同意申请账号 user_pwd = self.get_regist_user_pwd() # 获取注册用户名和密码 if user_pwd: self.send_data(socket_obj,user_pwd) result = socket_obj.recv(2).decode("utf-8") print(self.status_info[result]) else: print("用户名密码有误") else: # 客户端拒绝申请账号的请求 print("服务端拒绝了您申请账号的请求，请与管理员取得联系。") return False ...
2.4.4 用户登录成功后，会等待接收用户输入命令，由dataAnalysis.py模块负责解析用户输入的命令，并将命令发给FTP服务器，然后接收服务器的反馈。核心代码如下：
class DataAnalysis(FileOperation): def syntax_analysis(self,cmd,socket_obj): """ 解析用户输入的命令。 :param cmd:用户执行的命令，如：put 上传的文件 :param socket_obj:socket对象发送和接收数据 :return: """ cmd_split = cmd.split(" ") # 将字符串命令分割成列表，用于验证命令是否存在 if hasattr(self,cmd_split[0]): run_fun = getattr(self,cmd_split[0]) run_fun(cmd_split,socket_obj) else: print("无效的命令") ...