前言

本文将和大家一起探讨python并发编程的实际项目：win图形界面应用（篇六，共八篇），系列文章将会从零开始构建项目，并逐渐完善项目，最终将项目打造成适用于高并发场景的应用。

本文为python并发编程的第二十四篇，上一篇文章地址如下：

python：并发编程（二十三）_Lion King的博客-CSDN博客

下一篇文章地址如下：

python：并发编程（二十五）_Lion King的博客-CSDN博客

一、协议界面设计

1、TCP Client界面

设计 TCP Client 界面可以根据需求和设计风格进行定制。以下是一种简单的设计示例，用于展示 TCP Client 的基本元素和布局：

（1）标签和输入框：用于输入服务器的 IP 地址和端口号。

（2）连接按钮：单击该按钮将与服务器建立连接。

（3）发送区域：包含文本框和发送按钮，用于输入要发送给服务器的消息和发送消息的操作。

（4）接收区域：用于显示从服务器接收到的消息。

下面是一个示例代码，展示了如何创建一个简单的 TCP Client 界面：

import tkinter as tk
from tkinter import ttk
from tkinter import messagebox
import socket
import threading

class TCPClientFrame(ttk.Frame):
    def __init__(self, parent):
        super().__init__(parent)
        self.create_widgets()

    def create_widgets(self):
        # IP 地址标签和输入框
        ip_label = ttk.Label(self, text="服务器 IP 地址:")
        ip_label.grid(row=0, column=0, padx=5, pady=5, sticky=tk.W)
        self.ip_entry = ttk.Entry(self)
        self.ip_entry.grid(row=0, column=1, padx=5, pady=5)

        # 端口号标签和输入框
        port_label = ttk.Label(self, text="服务器端口号:")
        port_label.grid(row=1, column=0, padx=5, pady=5, sticky=tk.W)
        self.port_entry = ttk.Entry(self)
        self.port_entry.grid(row=1, column=1, padx=5, pady=5)

        # 连接按钮
        connect_button = ttk.Button(self, text="连接", command=self.connect_to_server)
        connect_button.grid(row=2, column=0, columnspan=2, padx=5, pady=5)

        # 发送区域
        send_label = ttk.Label(self, text="发送消息:")
        send_label.grid(row=3, column=0, padx=5, pady=5, sticky=tk.W)
        self.send_entry = ttk.Entry(self)
        self.send_entry.grid(row=3, column=1, padx=5, pady=5)
        send_button = ttk.Button(self, text="发送", command=self.send_message)
        send_button.grid(row=4, column=0, columnspan=2, padx=5, pady=5)

        # 接收区域
        receive_label = ttk.Label(self, text="接收消息:")
        receive_label.grid(row=5, column=0, padx=5, pady=5, sticky=tk.W)
        self.receive_text = tk.Text(self, height=5, width=30)
        self.receive_text.grid(row=5, column=1, padx=5, pady=5)

        # 初始化 TCP 连接对象和接收线程
        self.tcp_client = None
        self.receive_thread = None

    def connect_to_server(self):
        # 获取服务器 IP 地址和端口号
        ip = self.ip_entry.get()
        port = int(self.port_entry.get())

        # 建立 TCP 连接
        try:
            self.tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
            self.tcp_client.connect((ip, port))
            messagebox.showinfo("连接成功", "成功连接到服务器")
            # 启动接收线程
            self.receive_thread = threading.Thread(target=self.receive_messages)
            self.receive_thread.start()
        except Exception as e:
            messagebox.showerror("连接错误", str(e))
            self.tcp_client = None

    def send_message(self):
        # 获取要发送的消息
        message = self.send_entry.get()

        # 发送消息给服务器
        try:
            self.tcp_client.send(message.encode())
            self.receive_text.insert(tk.END, f"发送消息: {message}\n")
        except Exception as e:
            messagebox.showerror("发送错误", str(e))

        # 清空发送输入框
        self.send_entry.delete(0, tk.END)

    def receive_messages(self):
        while True:
            try:
                # 接收服务器消息
                message = self.tcp_client.recv(1024).decode()
                self.receive_text.insert(tk.END, f"接收消息: {message}\n")
            except Exception as e:
                # 出现错误时关闭连接并退出接收线程
                self.tcp_client.close()
                messagebox.showinfo("连接断开", "与服务器的连接已断开")
                break

if __name__ == "__main__":
    app = tk.Tk()
    app.title("TCP Client")
    tcp_client_frame = TCPClientFrame(app)
    tcp_client_frame.pack()
    app.mainloop()

每建立一个TCP连接，就会创建一个子线程。

2、将TCPclient界面嵌入到主界面中

import tkinter as tk
from tkinter import ttk
import socket
import threading
from tkinter import messagebox

class TCPClientFrame(ttk.Frame):
    def __init__(self, parent):
        super().__init__(parent)
        self.create_widgets()

    def create_widgets(self):
        # IP 地址标签和输入框
        ip_label = ttk.Label(self, text="服务器 IP 地址:")
        ip_label.grid(row=0, column=0, padx=5, pady=5, sticky=tk.W)
        self.ip_entry = ttk.Entry(self)
        self.ip_entry.grid(row=0, column=1, padx=5, pady=5)

        # 端口号标签和输入框
        port_label = ttk.Label(self, text="服务器端口号:")
        port_label.grid(row=1, column=0, padx=5, pady=5, sticky=tk.W)
        self.port_entry = ttk.Entry(self)
        self.port_entry.grid(row=1, column=1, padx=5, pady=5)

        # 连接按钮
        connect_button = ttk.Button(self, text="连接", command=self.connect_to_server)
        connect_button.grid(row=2, column=0, columnspan=2, padx=5, pady=5)

        # 发送区域
        send_label = ttk.Label(self, text="发送消息:")
        send_label.grid(row=3, column=0, padx=5, pady=5, sticky=tk.W)
        self.send_entry = ttk.Entry(self)
        self.send_entry.grid(row=3, column=1, padx=5, pady=5)
        send_button = ttk.Button(self, text="发送", command=self.send_message)
        send_button.grid(row=4, column=0, columnspan=2, padx=5, pady=5)

        # 接收区域
        receive_label = ttk.Label(self, text="接收消息:")
        receive_label.grid(row=5, column=0, padx=5, pady=5, sticky=tk.W)
        self.receive_text = tk.Text(self, height=5, width=30)
        self.receive_text.grid(row=5, column=1, padx=5, pady=5)

        # 初始化 TCP 连接对象和接收线程
        self.tcp_client = None
        self.receive_thread = None

    def connect_to_server(self):
        # 获取服务器 IP 地址和端口号
        ip = self.ip_entry.get()
        port = int(self.port_entry.get())

        # 建立 TCP 连接
        try:
            self.tcp_client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
            self.tcp_client.connect((ip, port))
            messagebox.showinfo("连接成功", "成功连接到服务器")
            # 启动接收线程
            self.receive_thread = threading.Thread(target=self.receive_messages)
            self.receive_thread.start()
        except Exception as e:
            messagebox.showerror("连接错误", str(e))
            self.tcp_client = None

    def send_message(self):
        # 获取要发送的消息
        message = self.send_entry.get()

        # 发送消息给服务器
        try:
            self.tcp_client.send(message.encode())
            self.receive_text.insert(tk.END, f"发送消息: {message}\n")
        except Exception as e:
            messagebox.showerror("发送错误", str(e))

        # 清空发送输入框
        self.send_entry.delete(0, tk.END)

    def receive_messages(self):
        while True:
            try:
                # 接收服务器消息
                message = self.tcp_client.recv(1024).decode()
                self.receive_text.insert(tk.END, f"接收消息: {message}\n")
            except Exception as e:
                # 出现错误时关闭连接并退出接收线程
                self.tcp_client.close()
                messagebox.showinfo("连接断开", "与服务器的连接已断开")
                break

class ProtocolTestApp(tk.Tk):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.title("协议测试")
        self.geometry("400x300")

        self.notebook = ttk.Notebook(self)
        self.notebook.pack(fill="both", expand=True)

        self.create_menu()

    def create_menu(self):
        menu_bar = tk.Menu(self)

        # 创建客户端菜单和子菜单
        client_menu = tk.Menu(menu_bar, tearoff=0)
        client_menu.add_command(label="TCP Client", command=self.create_tcp_client_tab)
        client_menu.add_command(label="UDP Client", command=self.create_udp_client_tab)
        menu_bar.add_cascade(label="客户端", menu=client_menu)

        # 创建服务端菜单和子菜单
        server_menu = tk.Menu(menu_bar, tearoff=0)
        server_menu.add_command(label="TCP Server", command=self.create_tcp_server_tab)
        server_menu.add_command(label="UDP Server", command=self.create_udp_server_tab)
        menu_bar.add_cascade(label="服务端", menu=server_menu)

        # 将菜单栏配置到窗口
        self.config(menu=menu_bar)

    def create_tcp_client_tab(self):
        # 创建TCP Client的tab页
        tcp_client_frame = ttk.Frame(self.notebook)
        tcp_client_frame.pack(fill="both", expand=True)
        self.notebook.add(tcp_client_frame, text="TCP Client")

        # 创建关闭按钮
        close_button = ttk.Button(tcp_client_frame, text="×", width=8, command=lambda: self.close_tab(tcp_client_frame))
        close_button.place(relx=1.0, rely=0.0, anchor="ne")

        # 创建 TCP Client 的界面
        tcp_client = TCPClientFrame(tcp_client_frame)
        tcp_client.pack()

    def create_udp_client_tab(self):
        # 创建UDP Client的tab页
        udp_client_frame = ttk.Frame(self.notebook)
        udp_client_frame.pack(fill="both", expand=True)
        self.notebook.add(udp_client_frame, text="UDP Client")

        # 创建关闭按钮
        close_button = ttk.Button(udp_client_frame, text="×", width=8, command=lambda: self.close_tab(udp_client_frame))
        close_button.place(relx=1.0, rely=0.0, anchor="ne")

    def create_tcp_server_tab(self):
        # 创建TCP Server的tab页
        tcp_server_frame = ttk.Frame(self.notebook)
        tcp_server_frame.pack(fill="both", expand=True)
        self.notebook.add(tcp_server_frame, text="TCP Server")

        # 创建关闭按钮
        close_button = ttk.Button(tcp_server_frame, text="×", width=8, command=lambda: self.close_tab(tcp_server_frame))
        close_button.place(relx=1.0, rely=0.0, anchor="ne")

    def create_udp_server_tab(self):
        # 创建UDP Server的tab页
        udp_server_frame = ttk.Frame(self.notebook)
        udp_server_frame.pack(fill="both", expand=True)
        self.notebook.add(udp_server_frame, text="UDP Server")

        # 创建关闭按钮
        close_button = ttk.Button(udp_server_frame, text="×", width=8, command=lambda: self.close_tab(udp_server_frame))
        close_button.place(relx=1.0, rely=0.0, anchor="ne")

    def close_tab(self, frame):
        self.notebook.hide(frame)

if __name__ == "__main__":
    app = ProtocolTestApp()
    app.mainloop()

以上代码是在原有的 ProtocolTestApp 类的基础上进行了修改和扩展，主要实现了 TCP Client 界面的设计和功能。

在 ProtocolTestApp 类中，我们添加了一个新的方法 create_tcp_client_tab，用于创建 TCP Client 的选项卡。在该选项卡中，我们创建了一个 TCPClientFrame 对象，并将其添加到选项卡的 tcp_client_frame 中。

TCPClientFrame 是一个自定义的 tkinter Frame，用于显示 TCP Client 的界面和处理相关功能。在 TCPClientFrame 中，我们添加了一个 ttk.Entry 组件用于输入服务器的 IP 地址，一个 ttk.Button 组件用于连接服务器，一个 tkinter.Text 组件用于显示接收到的消息，以及一个 ttk.Entry 组件用于输入要发送的消息和一个 ttk.Button 组件用于发送消息。

在连接按钮的回调函数中，我们获取输入的 IP 地址并尝试与服务器建立连接。如果连接成功，我们创建一个新的线程来接收服务器发送的消息，并将其显示在接收文本框中。

发送按钮的回调函数中，我们获取输入的消息，并通过 TCP Client 的连接发送给服务器。

最后，通过修改 ProtocolTestApp 类的 create_tcp_client_tab 方法，将 TCPClientFrame 添加到 TCP Client 的选项卡中，从而实现了 TCP Client 界面的设计和功能。

整体而言，以上代码通过创建自定义的 TCPClientFrame 类和在选项卡中添加相应的组件，实现了 TCP Client 的界面设计和与服务器的连接、发送和接收消息的功能。