[C++] Linux TCP Socket 實例- 阻塞

Linux平台 TCP Socket通信實例，發現用代碼注釋記筆記也不錯

TCP server 阻塞

// 兩個進程通過socket進行通信，client需要知道server的，server卻不需要實現知道client的。
// socket需要知道type和address domain；
// address domain：unix domain用於同主機進程間，通過文件系統實現；Internet domain用於兩台機器間，需要IP和Port信息。一般2000以下的port保留。
// socket type：stream（意味着持續讀取，TCP是一種協議）、datagram（一次需要讀完整個信息，UDP是一種協議）。

// port復用機制的理解

/**
stream server
1.socket
2.bind
3.listen
4.accept
*/
#include <cstdlib>              /* exit() */
#include <cstdio>               /* perror(): 打印信息+發生錯誤的原因，可用於定位。 */
#include <cstring>              /* memset memcpy*/
#include <iostream>             /* cin cout */
#include <sys/types.h>          /* 為了滿足一些 BSD系統添加頭文件*/
#include <sys/socket.h>         /* socket(); listen(); baccept(); socklen_t */
#include <netinet/in.h>         /* struct sockaddr_in: 保存socket信息; ntohl(), ntohs(), htonl() and htons()*/
#include <unistd.h>             /* read() write(), 不是C語言范疇，所以沒有cxxxx的實現 */
    // http://man7.org/linux/man-pages/man2/read.2.html
    // http://man7.org/linux/man-pages/man2/write.2.html

/**
\brief  錯誤處理函數
*/
void tzError(const char *msg)
{
    perror(msg);
    exit(1);    // 一般不同原因不同的exit code更為規范
}

/**
\brief  主函數
*/
int main(int argc, char *argv[]){
    // 參數check
    if (argc < 2) {
        fprintf(stderr,"ERROR, no [port] arg provided\n");
        exit(1);
    }
    // 生成socke + check
    int sockfd;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        // int socket(int domain, int type, int protocol);
        // http://man7.org/linux/man-pages/man2/socket.2.html
        // domain:
        //      AF_UNIX     用於本地通信
        //      AF_INET     IPv4
        //      AF_INET6    IPv6
        // type:
        //      SOCK_STREAM     面向連接通信
        //      SOCK_DGRAM      面向無連接通信
        // protocol:
        //      SOCK_NONBLOCK   非阻塞
        //      SOCK_CLOEXEC    子類不繼承父類的socket fd
        // Return:
        //      建立的socket：對於server用於監聽，對於client用於向指定位置發送
    if (sockfd < 0){
        tzError("socket()");
    }
    // bind socket + check
    int port_no = atoi(argv[1]);
    struct sockaddr_in serv_addr;
    serv_addr.sin_family = AF_INET;             // IPv4
    serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;     // 相當於inet_addr("0.0.0.0")，所有網卡。
    serv_addr.sin_port = htons(port_no);         // 需要網絡序轉換
    int bind_ret = bind(sockfd, 
                    (struct sockaddr*)&serv_addr, 
                    sizeof(serv_addr));
        // int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
        // http://man7.org/linux/man-pages/man2/bind.2.html
        // socket()產生sockdf，有了name space(address family)但是沒有具體地址，bind完成此任務
    if( bind_ret<0 ){
        tzError("bind()");
    }
    // listen
    listen(sockfd,5);
        // int listen(int sockfd, int backlog);
        // http://man7.org/linux/man-pages/man2/listen.2.html
        // listen讓sockfd對應的socket成為被動socket，用於accetp
        // backlog: 最大可以入隊等待處理的連接數量。如果大於128(somaxconn)可能被內核截斷，cat /proc/sys/net/core/somaxconn
        // 如果嘗試connect的鏈接超過backlog，client收到ECONNREFUSED錯誤，如果有重傳機制可能忽略此錯誤。
    // accept + check
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t clilen_len = sizeof(client_addr);
    int new_sockfd = accept(sockfd, 
                 (struct sockaddr *) &client_addr, 
                 &clilen_len);
        // int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)
        // http://man7.org/linux/man-pages/man2/accept.2.html
        // 用於面向連接socket(SOCK_STREAM, SOCK_SEQPACKET)，提取隊列中第一個請求，創建新的connected socket
        // 返回新創建的socket的fd，原始的被動sockfd不受影響。
        // addr: socketaddr指針，記錄peer的信息，信息格式取決於socket的定義。
            // 如果等待隊列為空，且socket沒有設置nonblocking-->阻塞等待；
            // 如果等待隊列為空，且socket設置nonblocking，返回錯誤：EAGAIN or EWOULDBLOCK
        
            // 為了處理對socket的新的connect，可使用：select(2), poll(2), or epoll(7)-->有嘗試連接的請求會出觸發"readable event"
            // 也可以通過socket()設置發送SIGIO中斷。
        // addrlen：傳入傳輸參數，實際的大小會重新保存到addrlen中
    if (new_sockfd < 0) 
          tzError("accept()");
    // 接收-發送信息
#define RECV_BUF_SIZE   256
    char buffer[RECV_BUF_SIZE];
    std::memset(buffer, 0, RECV_BUF_SIZE);  // 用0進行set
    int valread = read( new_sockfd , buffer, RECV_BUF_SIZE);
    std::cout << "read:" << valread << "char, content: " << buffer << std::endl;
    write(new_sockfd , "get msg", 7);
    // close sockets
    close(new_sockfd); 
    close(sockfd);

    return 0;
}

// ref:
//      https://www.cnblogs.com/fuchongjundream/p/3914696.html
//      http://www.linuxhowtos.org/C_C++/socket.htm
//      

TCP Client - 單次連接發送接收測試

// 兩個進程通過socket進行通信，client需要知道server的，server卻不需要實現知道client的。
// socket需要知道type和address domain；
// address domain：unix domain用於同主機進程間，通過文件系統實現；Internet domain用於兩台機器間，需要IP和Port信息。一般2000以下的port保留。
// socket type：stream（意味着持續讀取，TCP是一種協議）、datagram（一次需要讀完整個信息，UDP是一種協議）。

// port復用機制的理解

/**
stream client
1.socket
2.connect
*/
#include <cstdlib>              /* exit() */
#include <cstdio>               /* perror(): 打印信息+發生錯誤的原因，可用於定位。 */
#include <cstring>              /* memset memcpy strcpy string.c_str()*/
#include <iostream>             /* cin cout */
#include <sys/types.h>          /* 為了滿足一些 BSD系統添加頭文件*/
#include <sys/socket.h>         /* socket(); listen(); baccept(); socklen_t */
// #include <netinet/in.h>         /* struct sockaddr_in: 保存socket信息; ntohl(), ntohs(), htonl() and htons()*/
#include <netdb.h>              /* hostent,IP地址 */

#include <unistd.h>             /* read() write(), 不是C語言范疇，所以沒有cxxxx的實現 */
    // http://man7.org/linux/man-pages/man2/read.2.html
    // http://man7.org/linux/man-pages/man2/write.2.html

/**
\brief  錯誤處理函數
*/
void tzError(const char *msg)
{
    perror(msg);
    exit(1);    // 一般不同原因不同的exit code更為規范
}

/**
\brief  主函數
*/
int main(int argc, char *argv[]){
    // 參數check
    if (argc < 3) {
        tzError("ERROR, no [IP] [port] arg provided");
    }
    // 生成socke + check
    int sockfd;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        // int socket(int domain, int type, int protocol);
        // http://man7.org/linux/man-pages/man2/socket.2.html
        // domain:
        //      AF_UNIX     用於本地通信
        //      AF_INET     IPv4
        //      AF_INET6    IPv6
        // type:
        //      SOCK_STREAM     面向連接通信
        //      SOCK_DGRAM      面向無連接通信
        // protocol:
        //      SOCK_NONBLOCK   非阻塞
        //      SOCK_CLOEXEC    子類不繼承父類的socket fd
        // Return:
        //      建立的socket：對於server用於監聽，對於client用於向指定位置發送
    if (sockfd < 0){
        tzError("socket()");
    }
    // connect + check
    struct hostent *server;
        // struct hostent {
        //     char  *h_name;            /* official name of host */
        //     char **h_aliases;         /* alias list */
        //     int    h_addrtype;        /* host address type */
        //     int    h_length;          /* length of address */
        //     char **h_addr_list;       /* list of addresses */
        // }
        // #define h_addr h_addr_list[0] /* for backward compatibility，第一個地址 */
    server = gethostbyname(argv[1]);
    if (server == NULL) {
        tzError("[IP] error");
    }
    int port_no = atoi(argv[2]);
    struct sockaddr_in serv_addr;
    memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;     // set type
    memcpy((char *)server->h_addr,      // set addr
        (char *)&serv_addr.sin_addr.s_addr,
        server->h_length);
    serv_addr.sin_port = htons(port_no); // set port
    int conntect_ret = connect(sockfd,(struct sockaddr *) &serv_addr,sizeof(serv_addr));
    if(conntect_ret<0){
        tzError("connect()");
    }

    // write and read
    std::cout << "msg>";
    std::string msg;
    std::cin >> msg;
#define BUF_SIEE    128
    char buf[BUF_SIEE];
    memset(buf, 0, BUF_SIEE);
    strcpy(buf, msg.c_str());
    int write_n = write(sockfd, buf, msg.size());
    std::cout << write_n << " chars send." << std::endl;
    memset(buf, 0, BUF_SIEE);   // 用於輸出，依賴\0
    int read_n = read(sockfd, buf, BUF_SIEE);
    std::cout << buf << std::endl;
    std::cout << read_n << " chars read." << std::endl;
    
    // close sockets
    close(sockfd);

    return 0;
}

// ref:
//      http://www.linuxhowtos.org/C_C++/socket.htm