基本的TCP套接字编程
上图基本展现了TCP客户端与服务器编程的基本的流程。ios
一、面向链接编程（TCP）编程
面向链接的网络应用程序开发流程比较固定，须要开发者建立服务器与客户端两个应用程序，经过网络是想进程间的通信。服务器
● 服务器端流程网络
1 建立套接字（socket）数据结构
2 服务绑定（bind）并发
3 服务侦听（listen）socket
4 处理新到链接（accept）函数
5 数据收发（recv\send）ui
6 套接字关闭（close）spa
● 客户端流程
① 客户端套接字建立（socket）
② 发起链接(connect)
③ 数据发收(send\recv)
④ 套接字关闭(close)
下面大体介绍下上述函数的一些基本的用法：
（1）socket函数：
函数原型：
int socket(int family,int type, int protocol)；
socket()函数用于根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个套接口的描述字及其所用的资源。若是协议protocol未指定（等于0），则使用缺省的链接方式。 对于使用一给定地址族的某一特定套接口，只支持一种协议。但地址族可设为AF_UNSPEC（未指定），这样的话协议参数就要指定了。协议号特定于进行通信的“通信域”。
支持下述类型描述：
SOCK_STREAM 提供有序的、可靠的、双向的和基于链接的字节流，使用带外数据传送机制，为Internet地址族使用TCP。 SOCK_DGRAM 支持无链接的、不可靠的和使用固定大小（一般很小）缓冲区的数据报服务，为Internet地址族使用UDP。 SOCK_STREAM类型的套接口为全双向的字节流。对于流类套接口，在接收或发送数据前必需处于已链接状态。用connect()调用创建与另外一套接口的链接，链接成功后，便可用send()和recv()传送数据。当会话结束后，调用close()。带外数据根据规定用send()和recv()来接收。 实现SOCK_STREAM类型套接口的通信协议保证数据不会丢失也不会重复。若是终端协议有缓冲区空间，且数据不能在必定时间成功发送，则认为链接中断，其后续的调用也将以WSAETIMEOUT错误返回。 SOCK_DGRAM类型套接口容许使用sendto()和recvfrom()从任意端口发送或接收数据报。若是这样一个套接口用connect()与一个指定端口链接，则可用send()和recv()与该端口进行数据报的发送与接收。
（2）connect函数
函数原型：
int connect(intsockfd，const struct sockaddr *servaddr，socklen_t addrlen)
connect()用来将参数sockfd 的socket 连至参数serv_addr 指定的网络地址. 结构sockaddr请参考bind(). 参数addrlen 为sockaddr 的结构长度.
返回值：成功则返回0, 失败返回-1, 错误缘由存于errno 中 。
（3）bind函数：
当一个套接字用socket()建立后，存在一个名字空间(地址族),但它没有被命名。bind()将套接字地址（包括本地主机地址和本地端口地址）与所建立的套接字号联系起来，即将名字赋予套接字，以指定本地半相关。其调用格式以下：
int PASCAL FAR bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR * name, int namelen);
参数s是由socket()调用返回的而且未做链接的套接字描述符(套接字号)。参数name是赋给套接字s的本地地址（名字），其长度可变，结构随通讯域的不一样而不一样。
namelen代表了name的长度。
若是没有错误发生，bind()返回0。不然返回值SOCKET_ERROR。
地址在创建套接字通讯过程当中起着重要做用，做为一个网络应用程序设计者对套接字地址结构必须有明确认识。例如，UNIX有一组描述套接字地址的数据结构，其中使用TCP/IP
协议的地址结构为：
struct sockaddr_in{
short sin_family; /*AF_INET*/
u_short sin_port; /*16位端口号，网络字节顺序*/
struct in_addr sin_addr; /*32位IP地址，网络字节顺序*/
char sin_zero[8]; /*保留*/
}
（4）accept函数：
accept()的调用格式以下：
SOCKET PASCAL FAR accept(SOCKET s, struct sockaddr FAR* addr, int FAR* addrlen);
参数s为本地套接字描述符，在用作accept()调用的参数前应该先调用过listen()。addr指向客户方套接字地址结构的指针，用来接收链接实体的地址。addr的确切格式由套接字建立时创建的地址族决定。addrlen为客户方套接字地址的长度（字节数）。
若是没有错误发生，accept()返回一个SOCKET类型的值，表示接收到的套接字的描述符。不然返回值INVALID_SOCKET。
accept()用于面向链接服务器。参数addr和addrlen存放客户方的地址信息。调用前，参数addr指向一个初始值为空的地址结构，而addrlen的初始值为0；调用accept()后，服务器等待从编号为s的套接字上接受客户链接请求，而链接请求是由客户方的connect()调用发出的。当有链接请求到达时，accept()调用将请求链接队列上的第一个客户方套接字地址及长度放入addr和addrlen，并建立一个与s有相同特性的新套接字号。新的套接字可用于处理服务器并发请求。
四个套接字系统调用，socket()、bind()、connect()、accept()，能够完成一个彻底五元相关的创建。socket()指定五元组中的协议元，它的用法与是否为客户或服务器、是否面向链接无关。bind()指定五元组中的本地二元，即本地主机地址和端口号，其用法与是否面向连接有关：在服务器方，不管是否面向链接，均要调用bind()；在客户方，若采用面向链接，则能够不调用bind()，而经过connect()自动完成。若采用无链接，客户方必须使用bind()以得到一个惟一的地址。
以上讨论仅对客户/服务器模式而言，实际上套接字的使用是很是灵活的，惟一需遵循的原则是进程通讯以前，必须创建完整的相关。
（5）listen函数：
监听链接──listen()
此调用用于面向链接服务器，代表它愿意接收链接。listen()需在accept()以前调用，其调用格式以下：
int PASCAL FAR listen(SOCKET s, int backlog);
参数s标识一个本地已创建、还没有链接的套接字号，服务器愿意从它上面接收请求。
backlog表示请求链接队列的最大长度，用于限制排队请求的个数，目前容许的最大值为5。若是没有错误发生，listen()返回0。不然它返回SOCKET_ERROR。
listen()在执行调用过程当中可为没有调用过bind()的套接字s完成所必须的链接，并创建长度为backlog的请求链接队列。
调用listen()是服务器接收一个链接请求的四个步骤中的第三步。它在调用socket()分配一个流套接字，且调用bind()给s赋于一个名字以后调用，并且必定要在accept()以前调用。
下面给出一个简单的TCP客户端服务器的例子：
服务器（server.cpp）：
#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#define SERVER_PORT 5049
#define SERVER_IP "127.0.0.1"
int main(int argc,char*argv[])
{
int listenfd,sockconn;
listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(listenfd < 0)
perror("socket");
struct sockaddr_in servaddr,cliaddr;
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
int res = bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
if(res == -1)
perror("bind");
if(listen(listenfd,3) < 0)
perror("listen");
socklen_t clilen = sizeof(cliaddr);
sockconn = accept(listenfd,(struct sockaddr *)&cliaddr,&clilen);
if(sockconn == -1)
perror("accept");
char sendbuf[256];
char recvbuf[256];
while(1)
{
printf("Ser:>");
scanf("%s",sendbuf);
if(strncmp(sendbuf,"quit",4) == 0)
break;
send(sockconn,sendbuf,strlen(sendbuf) + 1,0);
recv(sockconn,recvbuf,256,0);
printf("Cli:>%s\n",recvbuf);
}
close(listenfd);
return 0;
}
客户端（client .cpp） ：
#include<iostream>
#include <netinet/in.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/socket.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<arpa/inet.h>
#define SERV_PORT 5049
#define ADDR "127.0.0.1"
int main(int argc,char*argv[])
{
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockfd == -1)
perror("socket");
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ADDR);
int sockconn = connect(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
if(sockconn == -1)
perror("connect");
char sendbuf[256];
char recvbuf[256];
while(1)
{
recv(sockfd,recvbuf,256,0);
printf("Ser:>%s\n",recvbuf);
printf("Cli:>");
scanf("%s",sendbuf);
if(strncmp(sendbuf,"quit",4) == 0)
break;
send(sockfd,sendbuf,strlen(sendbuf) + 1,0);
}
close(sockfd);
return 0;
}
其大体的执行结果：
从执行结果能够看出：该程序基本实现到了客户端与服务器的通讯，但其中还存在了不少的问题好比：
（1）该程序只能实现一对一的通讯，也就是说一个服务器只能对一个客户端服务。
（2）该程序只能是服务器发一句，客户端接收一句，不能实现服务器或客户端连着发的状况。
针对上述的问题咱们给出一个升级的版本，能够实现上述的问题：
服务器：
#include"unp.h"
pthread_t tid[2];
void *write_fun(void*arg)
{
int sockSer = *(int *)arg;
char sendbuf[BUFF_SIZE];
memset(sendbuf,0,BUFF_SIZE);
while(1)
{
printf(":>");
scanf("%s",sendbuf);
if(strncmp(sendbuf,"quit",4) == 0)
{
break;
}
send(sockSer,sendbuf,strlen(sendbuf) + 1,0);
}
pthread_exit(NULL);
}
void * read_fun(void *arg)
{
int sockSer = *(int *)arg;
char recvbuf[BUFF_SIZE];
memset(recvbuf,0,BUFF_SIZE);
struct sockaddr_in addrCli;
socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);
while(1)
{
getsockname(sockSer,(struct sockaddr *)&addrCli,&addrlen);
recv(sockSer,recvbuf,BUFF_SIZE,0);
if(strncmp(recvbuf,"quit",4) == 0)
{
break;
}
printf("Client[%d]:>%s\n",addrCli.sin_port,recvbuf);
}
}
int main(int argc,char*argv[])
{
int sockSer;
sockSer = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockSer == -1)
perror("socket");
struct sockaddr_in addrSer,addrCli;
addrSer.sin_family = AF_INET;
addrSer.sin_port = htons(SOCK_PORT);
addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);
int res = bind(sockSer,(struct sockaddr*)&addrSer,addrlen);
if(res == -1)
perror("bind");
listen(sockSer,QUEUE_SIZE);
int sockConn;
while(1)
{
sockConn = accept(sockSer,(struct sockaddr*)&addrCli,&addrlen);
if(sockConn == -1)
perror("accept");
else
printf("client accept server ok.\n");
pthread_create(&tid[0],NULL,write_fun,&sockConn);
pthread_create(&tid[1],NULL,read_fun,&sockConn);
}
close(sockSer);
return 0;
}
客户端：
#include"unp.h"
pthread_t tid[2];
void *write_fun(void*arg)
{
int sockCli = *(int *)arg;
char sendbuf[BUFF_SIZE];
memset(sendbuf,0,BUFF_SIZE);
while(1)
{
printf(":>");
scanf("%s",sendbuf);
send(sockCli,sendbuf,strlen(sendbuf) + 1,0);
if(strncmp(sendbuf,"quit",4) == 0)
{
pthread_cancel(tid[1]);
break;
}
}
pthread_exit(NULL);
}
void * read_fun(void *arg)
{
int sockCli = *(int *)arg;
char recvbuf[BUFF_SIZE];
memset(recvbuf,0,BUFF_SIZE);
struct sockaddr_in addrCli;
socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);
getsockname(sockCli,(struct sockaddr *)&addrCli,&addrlen);
while(1)
{
recv(sockCli,recvbuf,BUFF_SIZE,0);
printf("%s\n",recvbuf);
}
}
int main(int argc,char*argv[])
{
int sockCli;
sockCli = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sockCli == -1)
perror("socket");
struct sockaddr_in addrSer;
addrSer.sin_family = AF_INET;
addrSer.sin_port = htons(SOCK_PORT);
addrSer.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP);
int sockConn;
socklen_t addrlen = sizeof(struct sockaddr);
sockConn = connect(sockCli,(struct sockaddr*)&addrSer,addrlen);
if(sockConn == -1)
perror("accept");
else
printf("client connect server ok.\n");
pthread_create(&tid[0],NULL,write_fun,&sockCli);
pthread_create(&tid[1],NULL,read_fun,&sockCli);
pthread_join(tid[0],NULL);
pthread_join(tid[1],NULL);
close(sockCli);
return 0;
}
其执行结果：
从上述的执行结果能够看出，咱们已经实现了服务器或客户端连着发的问题，可是在多个客户端通讯时，遇到的问题就是服务器端没法判断是与哪个客户端进行通讯，对于这个问题咱们在之后的博客中为你们解决。