基於TCP的socket通信過程及例子

Socket也叫套接字，用來實現網絡通訊，通過調用系統提供的API，可以和遠程的機子傳輸數據。Socket有很多種協議，而這篇文章主要討論TCP部分的內容，也就是說后面說的內容主要是指TCP Socket。

Socket 的一般調用過程：

服務端：socket()， bind()，listen()，accept()，send()，recv()，close()

客戶端：socket()，connect()，send()，recv()，close()

阻塞socket（同步socket）

進程或線程執行到某些socket函數時必須等待該socket事件的發生，如果該事件沒有發生，socket函數不能立即返回，進程或線程被阻塞。

特點：使用簡單，適合一對一的應答場合，在服務端很少使用，或配合多線程使用

函數	返回值說明	阻塞情況
accept()	返回新的連接socket句柄。	緩沖區隊列沒有新的等待連接
connect()	返回-1說明連接失敗，其他正常。	連接過程阻塞。
recv()	返回值小於1代表接收失敗，其他代表接收數據的長度。	發送緩沖區有數據等待發送完成，或接收緩沖區沒數據時阻塞。
send()	返回-1代表發送失敗，其他為發送數據的長度	發送緩沖區沒有足夠空間保存此次發送數據時阻塞

非阻塞socket（異步socket）

進程或線程執行socket函數時不必非要等待該socket事件的發生，一旦執行立即返回。根據返回值的不同可以判斷函數的執行情況，如果事件發生則與阻塞方式相同，若事件沒有發生則返回一個代碼來告知事件未發生，而進程或線程可以不被阻塞，繼續執行。

特點：函數執行立即返回，不會阻斷進程，性能比阻塞高，適合在主線程直接調用，不會造成主線程卡頓現象

因為socket默認是阻塞的，所以要設置非阻塞模式：

 

#ifdef WIN32 
	DWORD nMode = 1; 
	ioctlsocket(m_sock, FIONBIO, &nMode);
#else
	int r = fcntl(fd, F_GETFL, 0));
	fcntl(fd, F_SETFL, r|O_NONBLOCK);
#endif

TCP與UDP 的區別

	協議說明	socket創建
TCP	傳輸控制協議，可靠的連接服務。雙方先建立連接再傳輸數據。提供超時重發，數據檢驗，流量控制等機制，保證數據發送無誤。	socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)
UDP	用戶數據報協議，不可靠的連接服務。沒有建立連接就可以發送數據，沒有超時重發機制，傳輸速度很快。	socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)

Socket例子

下面以一個簡單例子來說明服務端與客戶端的交互過程

服務端 server.cpp

 

#include <stdio.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#define PORT 8080

int main()
{
	//初始化winsock服務
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);

	//創建socket
	SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

	struct sockaddr_in svraddr;
	svraddr.sin_family = AF_INET;
	svraddr.sin_port = htons(PORT);
	svraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

	//綁定socket
	bind(sock, (struct sockaddr*)&svraddr, sizeof(svraddr));

	//監聽socket
	listen(sock, 5);

	while(1)
	{
		struct sockaddr_in addr;
		int len = sizeof(SOCKADDR);

		char buf[1024] = {0};

		//接受客戶端連接
		SOCKET client = accept(sock, (struct sockaddr*)&addr, &len);

		char* ip = inet_ntoa(addr.sin_addr);
		printf("accept client: %s\r\n", ip);

		//接收客戶端數據
		if(recv(client, buf, 1024, 0) >0)
		{
			printf("recv client: %s\r\n", buf);

			//向客戶端發送數據
			send(client, "hello, client", strlen("hello, client"), 0);
		}
		closesocket(client);
	}

	//關閉socket
	closesocket(sock);

	//關閉winsock服務
	WSACleanup();

	return 0;
}

客戶端 client.cpp

 

 

#include <stdio.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#define REMOTE_IP "127.0.0.1"
#define REMOTE_PORT 8080

int main()
{
	//初始化winsock服務
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);

	//創建socket
	SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

	struct sockaddr_in svraddr;
	svraddr.sin_family = AF_INET;
	svraddr.sin_port = htons(REMOTE_PORT);
	svraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(REMOTE_IP);

	//連接socket
	if( connect(sock, (struct sockaddr*)&svraddr, sizeof(svraddr)) != -1)
	{
		//發送數據給服務端
		if(send(sock, "hello, server", strlen("hello, server"), 0) != -1)
		{
			//接收服務端數據
			char buf[1024] = {0};
			if(recv(sock, buf, 1024, 0) >0)
			{
				printf("recv server: %s\r\n", buf);
			}
			
		}
	}
	else
	{
		printf("can not connect server\r\n");
	}

	//關閉socket
	closesocket(sock);

	//關閉winsock服務
	WSACleanup();
	getchar();
	return 0;
}