socket客户端、服务端以【报文方式】收发数据
0-前言
【C++百万并发网络通信】系列是跟着【张远东】老师的视频来复现的
希望能通过博客的方式不断坚持学习，也希望偶然间看到这篇博客的你也能一起加油！
笔记目录：【C++百万并发网络通信-笔记目录】
1 - 网络数据报文的格式
报文 = 包头 + 包体
包头：表示消息大小
包体：携带数据
我们用结构体来表示包头：
//包头
struct DataHeader {
short dataLen;//数据长度
short cmd;//命令
};
用户命令分为两个：login和logout。对应的结构体分别为Login和Logout。除此之外，服务端接收到这两种命令后还要返回相应的结果LoginRes和LogoutRes，结构体定义如下所示：
struct Login :public DataHeader {
Login() {
dataLen = sizeof(Login);
cmd = CMD_LOGIN;
}
char userName[32];
char passWord[32];
};
struct LoginRes :public DataHeader {
LoginRes() {
dataLen = sizeof(LoginRes);
cmd = CMD_LOGIN_RESULT;
result = 0;
}
int result;
};
struct Logout :public DataHeader {
Logout() {
dataLen = sizeof(Logout);
cmd = CMD_LOGOUT;
}
char userName[32];
};
struct LogoutRes :public DataHeader {
LogoutRes() {
dataLen = sizeof(LogoutRes);
cmd = CMD_LOGOUT_RESULT;
result = 0;
}
int result;
};
【分析】：结构体实现继承（如Login继承DataHeader）是为了发送一体化的报文，将数据包的包头和包体整合起来，避免了繁琐的顺序发送（先发包头，再发包体，接收端也要先接收包头，再接受包体）
2 - 客户端程序
下面是client的完整程序：
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#include<Windows.h>
#include<WinSock2.h>
#include<iostream>
using namespace std;
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")//加入静态链接库
enum CMD {
CMD_LOGIN,
CMD_LOGIN_RESULT,
CMD_LOGOUT,
CMD_LOGOUT_RESULT,
CMD_ERROR,
};
//包头
struct DataHeader {
short dataLen;//数据长度
short cmd;//命令
};
struct Login :public DataHeader {
Login() {
dataLen = sizeof(Login);
cmd = CMD_LOGIN;
}
char userName[32];
char passWord[32];
};
struct LoginRes :public DataHeader {
LoginRes() {
dataLen = sizeof(LoginRes);
cmd = CMD_LOGIN_RESULT;
result = 0;
}
int result;
};
struct Logout :public DataHeader {
Logout() {
dataLen = sizeof(Logout);
cmd = CMD_LOGOUT;
}
char userName[32];
};
struct LogoutRes :public DataHeader {
LogoutRes() {
dataLen = sizeof(LogoutRes);
cmd = CMD_LOGOUT_RESULT;
result = 0;
}
int result;
};
int main() {
WORD ver = MAKEWORD(2, 2);//WORD版本号
WSADATA dat;//一种数据结构
//启动windows socket 2.x环境
WSAStartup(ver, &dat);
//-------------------
//--建立简易TCP客户端
// 1 建立socket
SOCKET _sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//0：不规定协议类型
if (INVALID_SOCKET == _sock)
cout << "Error：建立Socket失败！" << endl;
else
cout << "建立Socket成功..." << endl;
// 2 连接服务器 connect
sockaddr_in _sin = {
}; //能够将结构体快速初始化
_sin.sin_family = AF_INET;
_sin.sin_port = htons(4567);//客户端想要连接服务器的哪个端口
//连接服务器的ip地址，127.0.0.1是本机地址
_sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int res = connect(_sock, (sockaddr*)&_sin, sizeof(sockaddr_in));
if (SOCKET_ERROR == res)
cout << "Error：连接失败！" << endl;
else
cout << "连接成功..." << endl;
while (true) {
//3 输入请求命令
char cmdBuf[128] = {
};
cin >> cmdBuf;
//4 处理请求
if (0 == strcmp(cmdBuf, "exit")) {
cout << "收到exit命令，任务结束..." << endl;
break;
}
else if (0 == strcmp(cmdBuf, "login")) {
//5 向服务器发送数据包
Login login;
strcpy_s(login.userName, "cze");
strcpy_s(login.passWord, "czemm");
send(_sock, (const char*)&login, sizeof(Login), 0);
//6 接收服务器信息 recv
LoginRes loginRet = {
};
recv(_sock, (char*)&loginRet, sizeof(LoginRes), 0);
cout << "LoginResult: " << loginRet.result << endl;
}
else if (0 == strcmp(cmdBuf, "logout")) {
//5 向服务器发送数据包
Logout logout;
strcpy_s(logout.userName, "cze");
send(_sock, (const char*)&logout, sizeof(Logout), 0);
//6 接收服务器信息 recv
LogoutRes logoutRet = {
};
recv(_sock, (char*)&logoutRet, sizeof(LogoutRes), 0);
cout << "LoginoutResult: " << logoutRet.result << endl;
}
else {
cout << "不支持的命令，请重新输入。" << endl;
}
}
// 7 关闭socket closesocket
closesocket(_sock);
//-------------------
//清除Windows socket环境
WSACleanup();//关闭windows socket网络环境
cout << "已退出。" << endl;
system("pause");
return 0;
}
【分析】：client的主要改动就在于（以发送login为例）：循环发送login命令时，将信息都封装在Login类的实例中，注意字符串以strcpy()拷贝，但是VS2019提示我这个函数不安全，让我用strcpy_s()函数
strcpy()和strcpy_s()的主要差别看这里：
https://blog.csdn.net/leowinbow/article/details/82380252
3 - 服务端程序
下面直接上server完整程序：
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#include<Windows.h>
#include<WinSock2.h>
#include<iostream>
using namespace std;
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")//加入静态链接库
enum CMD {
CMD_LOGIN,
CMD_LOGIN_RESULT,
CMD_LOGOUT,
CMD_LOGOUT_RESULT,
CMD_ERROR,
};
//包头
struct DataHeader {
short dataLen;//数据长度
short cmd;//命令
};
struct Login :public DataHeader {
Login() {
dataLen = sizeof(Login);
cmd = CMD_LOGIN;
}
char userName[32];
char passWord[32];
};
struct LoginRes :public DataHeader {
LoginRes() {
dataLen = sizeof(LoginRes);
cmd = CMD_LOGIN_RESULT;
result = 0;
}
int result;
};
struct Logout :public DataHeader {
Logout() {
dataLen = sizeof(Logout);
cmd = CMD_LOGOUT;
}
char userName[32];
};
struct LogoutRes :public DataHeader {
LogoutRes() {
dataLen = sizeof(LogoutRes);
cmd = CMD_LOGOUT_RESULT;
result = 0;
}
int result;
};
int main() {
WORD ver = MAKEWORD(2, 2);//WORD版本号
WSADATA dat;//一种数据结构
//启动windows socket 2.x环境
WSAStartup(ver, &dat);
//-------------------
//--建立简易TCP服务端
// 1 建立socket
SOCKET _sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
// 2 绑定端口 bind
sockaddr_in _sin = {
};//网络端口地址
_sin.sin_family = AF_INET;
//host to net unsigned short，服务器使用该端口进行监听
_sin.sin_port = htons(4567);
//随意ip地址//inet_addr("127.0.0.1");//本机地址，防止外网访问
_sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
if (SOCKET_ERROR == bind(_sock, (sockaddr*)&_sin, sizeof(_sin))) {
cout << "Error：绑定用于接收客户端连接的网络端口失败" << endl;
}
else {
cout << "Success：绑定网络端口成功..." << endl;
}
// 3 监听端口 listen
if (SOCKET_ERROR == listen(_sock, 5)) {
cout << "Error：监听网络端口失败" << endl;
}
else {
cout << "Success：监听网络端口成功..." << endl;
}
// 4 等待客户端连接 accept
sockaddr_in clientAddr = {
};//远程客户端地址
int nAddrLen = sizeof(clientAddr);//结构长度
SOCKET _csock = INVALID_SOCKET;//无效的socket地址
_csock = accept(_sock, (sockaddr*)&clientAddr, &nAddrLen);//新加入的客户端socket
if (INVALID_SOCKET == _csock) {
cout << "Error：接收到无效客户端socket..." << endl;
}
cout << "新客户端加入：socket = " << (int)_csock << " , IP = " << inet_ntoa(clientAddr.sin_addr) << endl;
while (true) {
//5 接收客户端数据-数据头
DataHeader header = {
};
int nLen = recv(_csock, (char*)&header, sizeof(DataHeader), 0);//返回客户端发送的数据长度
if (nLen <= 0) {
cout << "客户端已退出，任务结束！" << endl;
break;
}
//6 处理客户端请求，按照请求向客户端发送数据
switch (header.cmd) {
case CMD_LOGIN: {
Login login = {
};
recv(_csock, (char*)&login + sizeof(DataHeader), sizeof(Login) - sizeof(DataHeader), 0);
cout << "收到命令：CMD_LOGIN"
<< " 数据长度：" << login.dataLen
<< " 用户名 = " << login.userName
<< " 密码 = " << login.passWord << endl;
//忽略判断用户名、密码
LoginRes ret;
send(_csock, (char*)&ret, sizeof(LoginRes), 0);
} break;
case CMD_LOGOUT: {
Logout logout = {
};
recv(_csock, (char*)&logout + sizeof(DataHeader), sizeof(Logout) - sizeof(DataHeader), 0);
cout << "收到命令：CMD_LOGOUT"
<< " 数据长度：" << logout.dataLen
<< " 用户名 = " << logout.userName << endl;
//忽略判断用户名、密码
LogoutRes ret;
send(_csock, (char*)&ret, sizeof(LogoutRes), 0);
} break;
default:
header.cmd = CMD_ERROR;
header.dataLen = 0;
send(_csock, (char*)&header, sizeof(DataHeader), 0);
}
}
// 7 关闭socket closesocket
closesocket(_sock);
//-------------------
//清除Windows socket环境
WSACleanup();//关闭windows socket网络环境
cout << "已退出，任务结束..." << endl;
system("pause");
return 0;
}
【分析】：主要的改动就在于循环接收（还是以接收login为例）。注意while循环刚开始，我们先读了一个包头，那么接下来switch语句再进行接受的时候，要从刚才包头的结束位置开始，这个位置仍在login对象内。这是很重要的，如果下面这一句改成这样：
switch (header.cmd) {
case CMD_LOGIN: {
Login login = {
};
recv(_csock, (char*)&login + sizeof(DataHeader), sizeof(Login) - sizeof(DataHeader), 0);
...
如果变成：
switch (header.cmd) {
case CMD_LOGIN: {
Login login = {
};
recv(_csock, (char*)&login, sizeof(Login), 0);
会导致接收数据的login对象在原本包头的位置存上了包体
recv(_csock, (char*)&login + sizeof(DataHeader), sizeof(Login) - sizeof(DataHeader), 0);这句代码里面，recv函数第二个参数是要将当前接收到的数据存放在login对象从sizeof(DataHeader)开始的位置，第三个参数是本次将要接受的数据的大小。这样做的目的就是将数据放回它发送时的位置上。