基本的なソケット通信

import socket

サーバー = socket.socket()  # TCPプロトコルをデフォルトで使用
サーバー.bind(('IPアドレス', ポート番号))  # IPとポートのバインディング
サーバー.listen(5)  # 接続待ちキュー
クライアント, アドレス = サーバー.accept()  # 接続受付、3ウェイハンドシェイク完了状態
データ = クライアント.recv(1024)  # データ受信
クライアント.send(送信データ)  # データ送信

クライアント側 = socket.socket()
クライアント側.connect(('IPアドレス', ポート番号))

通信のロジックとエラーハンドリング

- 通信ループ： 受信と送信をwhileループで繰り返す。 - 接続ループ： 監視コードをwhileループで継続する。 - コードの堅牢性： - 例外キャッチ：try-except構造を使用。 - ポート競合の確認。 - システム問題：クライアントとサーバーそれぞれで入力や受信データが空か確認。

TCPの特性と解決方法

- TCPパッケージング： 小規模なデータをまとめて送信（ストリームプロトコル）。 - 対策： - 固定長ヘッダーを使用し、structモジュールでデータのパッケージ化を行う。 - クライアント側： 1. 固定長ヘッダーパッケージを作成し送信。 2. 実際のデータを送信。 - サーバー側： 1. 固定長ヘッダーを受信。 2. 実際のデータを解析し受信。

大ファイル転送の方法

- 一貫性の検証： hashlibモジュールでファイル内容をハッシュ化し、一致確認。 - データ保存： 行ごとにforループで送信・保存。

UDP通信の実装

# サーバー側
import socket

udp_server = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
udp_server.bind(('127.0.0.1', 9000))
メッセージ, アドレス = udp_server.recvfrom(1024)
udp_server.sendto(送信データ, アドレス)

# クライアント側
udp_client = socket.socket(type=socket.SOCK_DGRAM)
ip_port = ('127.0.0.1', 9000)
udp_client.sendto(データ, ip_port)
応答, アドレス = udp_client.recvfrom(1024)
print(応答.decode('utf-8'), アドレス)

並行処理と並列処理

- 並行処理： 単一CPU上で複数タスクを時間分割で実行。 - 並列処理： 複数CPUで同時に実行。

マルチプロセスの理論と実践

from multiprocessing import Process
import time

def タスク(name):
    print(f'{name}が動作中')
    time.sleep(3)
    print(f'{name}が終了')

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=タスク, args=('プロセス1',))
    p.start()
    
class カスタムプロセス(Process):
    def __init__(self, name):
        super().__init__()
        self.name = name
    def run(self):
        print(f'{self.name}が動作中')
        time.sleep(3)
        print(f'{self.name}が終了')

if __name__ == '__main__':
    p = カスタムプロセス('プロセス2')
    p.start()

プロセス間通信の制限と対策

- データ分離： 各プロセスは独立したメモリ空間を持つため、直接のデータ共有は不可。

プロセス管理のオブジェクトメソッド

from multiprocessing import Process, current_process
import os

def タスク(name):
    print(f'{name}が動作中')
    time.sleep(3)
    print(f'{name}が終了')

if __name__ == '__main__':
    p = Process(target=タスク, args=('プロセス1',))
    p.start()
    p.join()
    p.terminate()
    print(p.is_alive())
    print(current_process().pid)
    print(os.getpid())
    print(os.getppid())