文章目录

1.创建socket
- domain
- type
- protocol
- errno
2.命名socket
- sockaddr_in
- bind
- connect()
3.监听socket
4.接收连接
5.发起连接（暂时了解）
6.关闭连接
- close()
- showdown()
- 7.TCP数据读写
8.UDP数据读写（了解）
9.实现多线程TCP服务器

在网络编程中客户端和服务端所需要的函数如下图：

1.创建socket

#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);

这个函数建立一个协议族为domain、协议类型为type、协议编号为protocol的套接字文件描述符。如果函数调用成功，会返回一个标识这个套接字的文件描述符，失败的时候返回-1。

domain

函数socket()的参数domain用于设置网络通信的域，函数socket()根据这个参数选择通信协议的族。通信协议族在文件sys/socket.h中定义。

如下，domain的值及含义

type

函数socket()的参数type用于设置套接字通信的类型，主要有SOCKET_STREAM（流式套接字）、SOCK——DGRAM（数据包套接字）等。

如下type的值及含义

并不是所有的协议族都实现了这些协议类型，例如，AF_INET协议族就没有实现SOCK_SEQPACKET协议类型。

protocol

函数socket()的第3个参数protocol用于制定某个协议的特定类型，即type类型中的某个类型。通常某协议中只有一种特定类型，这样protocol参数仅能设置为0；但是有些协议有多种特定的类型，就需要设置这个参数来选择特定的类型。

类型为SOCK_STREAM的套接字表示一个双向的字节流，与管道类似。流式的套接字在进行数据收发之前必须已经连接，连接使用connect()函数进行。一旦连接，可以使用read()或者write()函数进行数据的传输。流式通信方式保证数据不会丢失或者重复接收，当数据在一段时间内任然没有接受完毕，可以将这个连接人为已经死掉。
SOCK_DGRAM和SOCK_RAW 这个两种套接字可以使用函数sendto()来发送数据，使用recvfrom()函数接受数据，recvfrom()接受来自制定IP地址的发送方的数据。
SOCK_PACKET是一种专用的数据包，它直接从设备驱动接受数据。

errno

函数socket()并不总是执行成功，有可能会出现错误，错误的产生有多种原因，可以通过errno获得：

如下 errno的值及含义

示例,建立一个流式套接字：

int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

2.命名socket

socket() 函数用来创建套接字，确定套接字的各种属性，然后服务器端要用 bind() 函数将套接字与特定的IP地址和端口绑定起来，只有这样，流经该IP地址和端口的数据才能交给套接字处理；而客户端要用 connect() 函数建立连接。

sockaddr_in

这个结构体用来处理网络通信的地址。

bind

int bind(int sock, struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

-sock:文件描述符
-addr:sockaddr结构体变量的指针
-addrlen:addr变量的大小，可用sizeof()计算

返回值：

代码演示：
将创建的套接字与IP地址127.0.0.1、端口8888绑定。

//创建套接字
int serv_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//创建sockaddr_in结构体变量
struct sockaddr_in serv_addr;
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));  //每个字节都用0填充
serv_addr.sin_family = AF_INET;  //使用IPv4地址
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  //具体的IP地址
serv_addr.sin_port = htons(8888);  //端口
//将套接字和IP、端口绑定
bind(serv_sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));

-inet_addr 将字符串形式的IP地址 -> 网络字节顺序的整型值
-inet_ntoa 网络字节顺序的整型值 ->字符串形式的IP地址
-网络字节顺序与本地字节顺序之间的转换函数：
htonl()–“Host to Network Long”
ntohl()–“Network to Host Long”
htons()–“Host to Network Short”
ntohs()–“Network to Host Short”

connect()

int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);

3.监听socket

socket被命名之后还不能马上接受客户的连接，需要创建一个监听队列存放待处理的客户连接。

#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);

-sockfd:指定被监听的socket
-backlog:提示内核监听队列的最大长度。监听队列的长度如果超过backlog，服务器将不受理新的客户端连接，客户端也将收到ECONNREFUSED错误信息。
返回值：成功返回0，失败返回-1

请求队列：当套接字正在处理客户端请求时，如果有新的请求进来，套接字是没法处理的，只能把它放进缓冲区，待当前请求处理完毕后，再从缓冲区中读取出来处理。如果不断有新的请求进来，它们就按照先后顺序在缓冲区中排队，直到缓冲区满。这个缓冲区，就称为请求队列（Request Queue）。

4.接收连接

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd,struct sockaddr *addr, socklen *addrlen);

-sockfd:执行过listen系统调用的监听socket
-addr:获取被接受连接的远端socket地址
-返回值：失败返回-1

accpet()成功时返回一个新的连接socket，该socket唯一的表示了被接受的这个连接，服务器可通过读写该socket来与被接受连接对应的客户端通信。

5.发起连接（暂时了解）

客户端通过connect调用主动的与服务器建立连接。

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd,const struct sockaddr *serv_addr,socklen_t addrlen);

6.关闭连接

close()

#include <unistd.h>
int close(int fd);

-fd:待关闭的socket的描述符

将fd的引用计数减一只有当引用计数为0的时候才真正的关闭连接。一次fock将是的父进程当中打开的socket引用计数加一。因此必须都关闭才会真正的将连接关闭。

showdown()

调用立即终止连接。

7.TCP数据读写

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd,void *buf,size_t len,int flags);
ssize_t send(int sockfd,const void *buf,size_t len,int flags);

8.UDP数据读写（了解）

9.实现多线程TCP服务器

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/socket.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<string.h>
#include<pthread.h>void* thread_start(void* arg){int client = *(int*)arg;//保存接收到的数据char buf[1024] = { 0 };for (;;){int recvlen = recv(client, buf, sizeof(buf)-1, 0);if (recvlen <= 0)break;buf[recvlen] = '\0';if (strstr(buf, "quit") != NULL){char re[] = "quit success!\n";send(client, re, strlen(re) + 1, 0);break;}int sendlen = send(client, "ok\n", 4, 0);printf("recv %s\n", buf);}close(client);
}int main(int argc, char* argv[]){//创建socketint sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sock == -1){printf("create socket failed!\n");return -1;}//绑定一个端口unsigned short port = 9999;if (argc > 1){port = atoi(argv[1]);//将字符串转换为一个整数}sockaddr_in saddr;saddr.sin_family = AF_INET;saddr.sin_port = htons(port);//将主机字节顺序转换为网络字节顺序【默认大端】(处理大端小端问题)saddr.sin_addr.s_addr = htonl(0);if (bind(sock, (sockaddr*)&saddr, sizeof(saddr)) != 0){printf("bind port %d failed!\n", saddr.sin_port);return -2;}printf("bind port %d success!\n", port);listen(sock, 10);//在一段时间内最大可以让多少个链接进来for (;;){//接受客户端请求sockaddr_in caddr;socklen_t len = sizeof(caddr);//int client=accept(sock, 0, 0);int client = accept(sock, (sockaddr*)&caddr, &len);if (client <= 0)break;printf("accept client %d \n", client);char* ip = inet_ntoa(caddr.sin_addr);unsigned short cport = ntohs(caddr.sin_port);printf("client ip is %s,port is %d\n", ip, cport);//创建线程pthread_t tid;pthread_create(&tid, NULL, thread_start, (void*)&client);//将主线程与子线程分离，子线程执行完毕后自动释放资源pthread_detach(tid);}close(sock);return 0;
}

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