如何为子进程选择一个空闲端口？

Question

我正在围绕Appium服务器编写Python包装器。 Appium接受要绑定的本地端口的命令行参数。不幸的是，Appium无法为自己自动选择一个空闲端口，因此它要么绑定到明确指定的端口，要么使用EADDRINUSE失败。即使告诉它绑定到端口0，它也会成功启动，但不会显示它绑定的端口。

如果我自己在Python包装器中找到一个空闲端口，则无法保证某些其他进程不会绑定到同一个端口，同时我将它传递给Appium。如果我不首先发布它，Appium将无法绑定它，所以我必须这样做。

我知道这在实践中不太可能发生，但是在以跨平台方式（Linux，macOS，Windows）将其传递给另一个进程之前，“保留”本地端口号的“正确方法”是什么？

Answer 1

感谢评论中的@rodrigo建议，我最终得到了这段代码：

import platform
import re
import subprocess
from typing import Set

if platform.system() == 'Windows':
    def _get_ports(pid):
        sp = subprocess.run(['netstat', '-anop', 'TCP'],
                            stdout=subprocess.PIPE,
                            stderr=subprocess.DEVNULL,
                            check=True)

        rx_socket = re.compile(br'''(?x) ^
                                    \s* TCP
                                    \s+ 127.0.0.1 : (?P<port>\d{1,5})
                                    \s+ .*?
                                    \s+ LISTENING
                                    \s+ (?P<pid>\d+)
                                    \s* $''')

        for line in sp.stdout.splitlines():
            rxm = rx_socket.match(line)
            if rxm is None:
                continue

            sock_port, sock_pid = map(int, rxm.groups())
            if sock_pid == pid:
                yield sock_port
else:
    def _get_ports(pid):
        sp = subprocess.run(['lsof', '-anlPFn', '+w',
                             f'-p{pid}', '[email protected]', '-sTCP:LISTEN'],
                            stdout=subprocess.PIPE,
                            stderr=subprocess.DEVNULL,
                            check=True)

        for line in sp.stdout.splitlines():
            if line.startswith(b'n'):
                host, port = line.rsplit(b':', 1)
                port = int(port)
                yield port


def get_ports(pid: int) -> Set[int]:
    """Get set of local-bound listening TCPv4 ports for given process.

    :param pid: process ID to inspect
    :returns: set of ports
    """

    return set(_get_ports(pid))

print(get_ports(12345))

它适用于Linux，macOS和Windows，并查找处于LISTEN状态的给定进程的所有本地绑定的TCPv4端口。它还会跳过所有类型的主机/端口/用户名反向查找以使其更快，并且不需要提升权限。

所以，最后，我们的想法是让Appium（或其他任何东西）从0.0.0.0:0开始，它将自己绑定到操作系统提供的第一个可用端口，然后检查它正在侦听的端口。没有比赛条件。

Answer 2

Selenium库使用这个技巧：

https://github.com/SeleniumHQ/selenium/blob/master/py/selenium/webdriver/common/utils.py#L31

import socket

def free_port():
    """
    Determines a free port using sockets.
    """
    free_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    free_socket.bind(('0.0.0.0', 0))
    free_socket.listen(5)
    port = free_socket.getsockname()[1]
    free_socket.close()
    return port

如果将套接字绑定到端口0，内核将为其分配一个空闲端口。它适用于Windows和Linux。

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms737550.aspx

对于TCP / IP，如果端口指定为零，则服务提供者从动态客户端端口范围为应用程序分配唯一端口。

http://man7.org/linux/man-pages/man7/ip.7.html

在ip_local_port_range中，您可以阅读以下内容：

在以下情况下，临时端口被分配给套接字：

• 调用bind（2）时，套接字地址中的端口号被指定为0;

getsockname（）用于知道已选择哪个端口。