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1. socket
socket指的是某一主机的 ip地址和端口号
2. socket常见API
创建socket
#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int socket(int domain, int type, int protocol); //个人理解：客户端和服务器之间的通信，其实也是进程间的通信， //但是这是在网络中的，那么进程在网络中发送数据是要知道对方 //的端口号和ip地址才能将数据发送给对方，所以创建socket //是存进程的ip和端口号参数
- domain： 表示哪一层的网络协议，有ipv4和ipv6等其他选择
- type：表示你要以什么形式进程数据传输；例如：面向数据包还是面向字节流
- protocol：一般传0，因为前面两个参数已经确定了要将数据发送给谁
绑定端口号
#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); //关于绑定（个人理解）： //绑定是为了将服务器的ip和端口号写入创建的socket文件里面， //创建的socket的文件没有东西，此时将自己的套接字信息写入文件； //如果没有写套接字信息，系统就会默认分配；此时写入是为了固定 //死套接字信息，告诉所有客户端是一个固定的服务器端口号和ip； //如果让系统自动分配，那么第二次启动时，服务器的ip和端口号不一致 //就会导致客户端在此连接服务器时，找不到服务器参数
- sockfd：刚才创建的套接字
- const struct sockaddr* addr：这是一个结构体的指针，用于服务器自己的套接字信息，这样才能将保证服务器的套接字信息是固定的
- len：结构的大小
监听
#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int listen(int sockfd, int backlog); //监听：用于TCP协议进行传输时，服务器需要进行监听， //因为基于TCP的数据传输是面向连接的，并且是一对多的， //可能有多个客户端来连接服务器，此时将服务器设定成监听状态， //谁连接了服务器，服务器就跟谁建立连接，建立连接后，进行数据传输参数：
- sockfd：用于监听的套接字，服务器设置成监听状态，查看有哪个客户端想来连接我
- backlog：表示可以连接的客户端个数
接受请求
#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen); //接受请求：用于服务器获取客户端的连接；这里的返回值也是 //一个文件描述符，指向的也是套接字文件，这里用于客户端和 //服务器端之间进行通信；和上面的监听套接字不一样，监听状态 //要一直存在，查看有没有客户端来连接我参数
- sockfd：监听套接字，这是一个媒介，当客户端来了，创建一个套接字存自己和客户的信息，让监听套接字继续监听
- 结构体指针：这里的结构体存放的是客户端的ip和端口号；这是给程序员看的，其实也就是给人看的，如果你想知道客户端的ip和端口号，就接受，如果你不关心，可以写NULL
- 结构体大小的指针：这里是一个传出传入型参数，将客户端的ip和端口号存入，必定要知道大小
收数据
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags); //由于TCP是面向连接的，前面也已经知道我连的是哪个客户端了， //在这里可以直接进行通信，进行收数据和发数据 参数: sockfd：刚才建立连接时创建的socket文件描述符 buf：你接受的数据存放的缓冲区 len：你期望读多少数据 flags：0表示阻塞式接收数据，非0表示非阻塞时收数据`发数据
#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h> ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags); //和收数据是相对的，这里不在解释建立连接
#include <sys/types.h> /* See NOTES */ #include <sys/socket.h> int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen); //这里的连接指的是客户端主动去连接服务器，因为服务器只有一个， //客户端有多个，客户端要主动去连服务器才可以建立连接参数：
- sockfd：和服务器创建socket文件的作用是一样的，不在多做解释
- 存ip地址和端口号：既然我要去连接服务器，就要知道连接的哪个服务器，不能乱连
- 结构体长度：ip和端口号存在结构体中，将结构体的首地址传过去，必定要知道大小
3. TCP协议的传输特点
- 面向连接：服务器一旦和客户端建立连接，就需要为此分配资源，建立连接关系，当断开连接时，需要释放资源
- 面向字节流：以字节来读取和写入，字节数的大小完全取决于自己
- 可靠传输：由于服务器已经和客户端建立了通信，就会保证数据能够传输成功，不会存在丢数据的现象
4. 客户端和服务器传输流程图
5. 基于多线程的客户端服务器传输
服务器端：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>
pthread_t tid;
void* ProcessWorker(void* arg)
{
int fd = *(int*)arg;
char buf[128];
while(1){//不断从客户端拿数据，在发回给客户端
ssize_t s = read(fd, buf, sizeof(buf));
if(s < 0){
perror("read");
break;
}
else if(s == 0){
printf("client quit...\n");
break;
}
buf[s] = 0;
printf("client# %s\n",buf);
send(fd, buf, strlen(buf), 0);
}
close(fd);
}
// ./server ip port
int main(int argc, char* argv[])
{
if(argc != 3){
printf("Usage ./server [ip] [port]\n");
return 1;
}
//创建套接字
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd < 0){
perror("socket");
return 2;
}
//绑定端口号
struct sockaddr_in server;
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server)) < 0){//绑定失败
perror("bind");
return 3;
}
//监听
if(listen(sockfd, 5) < 0){
perror("listen");
return 4;
}
struct sockaddr_in client;//用于接收到客户端的ip和端口号
socklen_t len = sizeof(client);
char buf[128];
for(;;){//服务器一直运行
int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client, &len);
if(clientfd < 0){//当没有接收到客户端，尝试重新接收
perror("accept");
continue;
}
printf("Get connet [%s] [%d]\n",inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
//创建线程，主线程去监听，新线程去处理
pthread_create(&tid, NULL, ProcessWorker, (void*)&clientfd);
//在这里不能关闭文件描述符，因为主线程和新线程看到的是一个文件描述符，当把文件描述符关闭后，新线程无法获取从客户端发送的请求或消息
pthread_detach(tid);//并将新线程分离出去
}
return 0;
}
服务器端：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
// ./client ip地址 端口号
int main(int argc,char* argv[])
{
//进程 ip地址 端口号
if(argc != 3){
perror("Usage ./server [ip] [port]\n");
return 1;
}
//ipv4 面向字节流 创建socket
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);
if(sock < 0){
perror("socket");
return 2;
}
struct sockaddr_in server;//绑定的是服务器的ip和端口号
server.sin_family = AF_INET;//协议族
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//将ip专程4字节ip地址，在转成大端字节序
server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
//连接服务器
int ret = connect(sock,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server));
if(ret < 0){//连接失败
perror("connect");
return 3;
}
//表示连接成功
printf("Connect success...\n");
char buf[1024];
while(1){
printf("client: ");
fflush(stdout);
ssize_t s = read(0, buf, sizeof(buf)-1);
if(s > 0){//读取数据
buf[s-1] = 0;
write(sock, buf, strlen(buf));
}
else{
break;
}
ssize_t rd = read(sock, buf, sizeof(buf)-1);
if(rd > 0){
buf[rd] = 0;
printf("server# %s\n",buf);
}
}
close(sock);
return 0;
}6. 基于多进程的客户端服务器传输
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
// ./server ip port
int main(int argc, char* argv[])
{
if(argc != 3){
printf("Usage ./server [ip] [port]\n");
return 1;
}
//创建套接字
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd < 0){
perror("socket");
return 2;
}
//绑定端口号
struct sockaddr_in server;
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if(bind(sockfd, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server)) < 0){//绑定失败
perror("bind");
return 3;
}
//监听
if(listen(sockfd, 5) < 0){
perror("listen");
return 4;
}
struct sockaddr_in client;//用于接收到客户端的ip和端口号
socklen_t len = sizeof(client);
char buf[128];
for(;;){//服务器一直运行
int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client, &len);
if(clientfd < 0){//当没有接收到客户端，尝试重新接受
perror("accept");
continue;
}
printf("Get connet [%s] [%d]\n",inet_ntoa(client.sin_addr), ntohs(client.sin_port));
pid_t pid = fork();
if(pid == 0){//子进程创建孙子进程，然后退出
if( fork() == 0){//创建的子进程，去处理客户端发送过来的消息
//1.从客户端接受消息，在将其发送回去
while(1){//子进程不断从客户端读数据，在将其发回去
ssize_t s = recv(clientfd, buf, sizeof(buf)-1, 0);
if(s > 0){
buf[s] = 0;
printf("client# %s\n",buf);
ssize_t ret = send(clientfd, buf, strlen(buf), 0);
if(ret < 0){
perror("send");
return 1;
}
}
else if(s == 0){//客户端退出
printf("client quit...\n");
break;
}
else{
break;
}
}
exit(0);//自己退出
}
else if(pid > 0){//回收子进程，继续监听有没有客户端
waitpid(pid, NULL, 0);
close(clientfd);
}
}
}
return 0;
}