本文深入解析了Socket编程的基础概念，详细介绍了Socket客户端与服务器的实现方式，包括单进程单连接、多进程多连接以及多线程多连接的不同应用场景。通过具体的代码示例，展示了如何创建Socket，进行连接、数据读写及关闭等操作。
1. Socket客户端
2. Socket服务器(单进程单连接)
3. Socket服务器(多进程多连接)
4. Socket服务器(多线程多连接)
1. Socket客户端
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#define PORT 8088
#define SIZE 1024
int main() {
// int socket(int family, int type, int protocol);
int client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建一个Socket，返回大于0的文件描述符。
if(client_socket == -1){
perror("socket");
return -1;
}
// 定义sockaddr_in结构体
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET; // 标记为IPv4
addr.sin_port = htons(PORT); // 绑定端口
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("172.16.37.130"); // 指定Server IP地址
// int connect(int sock_fd, struct sockaddr *server_addr,int addr_len);
int conn = connect(client_socket, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)); // 向服务器发送连接请求。
if(conn == -1){
perror("connect");
return -1;
}
printf("成功连接到一个服务器\n");
char buf[SIZE] = {0};
while (1){
printf("请输入你想输入的:");
scanf("%s", buf);
write(client_socket, buf, strlen(buf)); // 向Socket文件描述符写入内容
int ret = read(client_socket, buf, strlen(buf)); // 从Socket文件描述符中读取内容
printf("ret size : %d\n", ret);
printf("buf = %s\n", buf);
if(strncmp(buf, "END", 3) == 0){
break;
}
}
close(client_socket); // 关闭Socket文件描述符
return 0;
}
2. Socket服务器(单进程单连接)
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#define PORT 8088 //端口号
#define SIZE 1024 //定义的数组大小
int create_socket() //创建套接字和初始化以及监听函数
{
int listen_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建一个负责监听的Socket文件描述符
if (listen_socket == -1) {
perror("socket");
return -1;
}
// 定义socket_addr结构体
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET; // Internet地址族
addr.sin_port = htons(PORT); // 监听端口号
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 绑定任何地址
// 将Socket文件描述符和sock_addr进行绑定
// int bind(int sock_fd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addr_len);
int ret = bind(listen_socket, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr));
if (ret == -1) {
perror("bind");
return -1;
}
// 开始监听客户端连接，并限制最大连接数
ret = listen(listen_socket, 5);
if (ret == -1) {
perror("listen");
return -1;
}
return listen_socket;
}
int wait_client(int listen_socket) // 等待客户端连接处理函数
{
struct sockaddr_in client_addr;
int addr_len = sizeof(client_addr);
printf("等待客户端连接。。。。\n");
// 等待客户端连接，并把客户端的协议族、网络地址、端口号都存入client_addr中，然后返回一个客户端fd。
// int accept(int sock_fd, struct sockaddr *client_addr, socklen_t *len);
int client_socket = accept(listen_socket, (struct sockaddr *) &client_addr, &addr_len);
if (client_socket == -1) {
perror("accept");
return -1;
}
printf("成功接收到一个客户端：%s\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
return client_socket;
}
void handle_client(int client_socket) // 信息处理函数,功能是将客户端传过来的小写字母转化为大写字母
{
char buf[SIZE];
while (1) {
int ret = read(client_socket, buf, SIZE - 1); // 从客户端fd中读取内容
if (ret == -1) {
perror("read");
break;
}
if (ret == 0) {
break;
}
buf[ret] = '\0';
int i;
for (i = 0; i < ret; i++) {
buf[i] = buf[i] + 'A' - 'a';
}
printf("%s\n", buf);
write(client_socket, buf, ret); // 向客户端fd写入内容
if (strncmp(buf, "end", 3) == 0) {
break;
}
}
close(client_socket); // 关闭客户端fd
}
int main() {
int listen_socket = create_socket();
int client_socket = wait_client(listen_socket);
handle_client(client_socket);
close(listen_socket);
return 0;
}
3. Socket服务器(多进程多连接)
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#define PORT 8088 //端口号
#define SIZE 1024 //定义的数组大小
int create_socket() //创建套接字和初始化以及监听函数
{
int listen_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); // 创建一个负责监听的Socket文件描述符
if (listen_socket == -1) {
perror("socket");
return -1;
}
// 定义socket_addr结构体
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.sin_family = AF_INET; // Internet地址族
addr.sin_port = htons(PORT); // 监听端口号
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 绑定任何地址
// 将Socket文件描述符和sock_addr进行绑定
// int bind(int sock_fd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addr_len);
int ret = bind(listen_socket, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr));
if (ret == -1) {
perror("bind");
return -1;
}
// 开始监听客户端连接，并限制最大连接数
ret = listen(listen_socket, 5);
if (ret == -1) {
perror("listen");
return -1;
}
return listen_socket;
}
int wait_client(int listen_socket) // 等待客户端连接处理函数
{
struct sockaddr_in client_addr;
int addr_len = sizeof(client_addr);
printf("等待客户端连接。。。。\n");
// 等待客户端连接，并把客户端的协议族、网络地址、端口号都存入client_addr中，然后返回一个客户端fd。
// int accept(int sock_fd, struct sockaddr *client_addr, socklen_t *len);
int client_socket = accept(listen_socket, (struct sockaddr *) &client_addr, &addr_len);
if (client_socket == -1) {
perror("accept");
return -1;
}
printf("成功接收到一个客户端：%s\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
return client_socket;
}
void handle_client(int client_socket) // 信息处理函数,功能是将客户端传过来的小写字母转化为大写字母
{
char buf[SIZE];
while (1) {
int ret = read(client_socket, buf, SIZE - 1); // 从客户端fd中读取内容
if (ret == -1) {
perror("read");
break;
}
if (ret == 0) {
break;
}
buf[ret] = '\0';
int i;
for (i = 0; i < ret; i++) {
buf[i] = buf[i] + 'A' - 'a';
}
printf("%s\n", buf);
write(client_socket, buf, ret); // 向客户端fd写入内容
if (strncmp(buf, "end", 3) == 0) {
break;
}
}
close(client_socket); // 关闭客户端fd
}
void handler(int sig) {
while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0) {
printf("成功处理一个子进程的退出\n");
}
}
int main() {
int listen_socket = create_socket();
signal(SIGCHLD, handler); //处理子进程，防止僵尸进程的产生
while(1){
int client_socket = wait_client(listen_socket);
// 开启一个子进程
int pid = fork();
if(pid == -1){
perror("fork");
break;
}
// pid > 0 表示父进程
if(pid > 0) {
close(client_socket);
continue;
}
// pid = 0 表示子进程
if(pid == 0){
close(client_socket);
handle_client(client_socket);
break;
}
}
close(listen_socket);
return 0;
}
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