Linux下异步socket客户端

socket 客户端

1. 创建socket

socket()函数

#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol)

// 实例： IPv4 与字节流的默认的协议，一般为 TCP
int sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

• domain：一个地址描述。支持AF_INET格式，也就是说ARPA Internet地址格式。

  • AF_INET 这是大多数用来产生socket的协议，使用TCP或UDP来传输，用IPv4的地址
  • AF_INET6 与上面类似，不过是来用IPv6的地址
  • AF_UNIX 本地协议，使用在Unix和Linux系统上，一般都是当客户端和服务器在同一台及其上的时候使用

• type：指定socket类型。新套接口的类型描述类型，如：

  • TCP（SOCK_STREAM）和UDP（SOCK_DGRAM）。

  • 常用的socket类型还有SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等等。

  • SOCK_STREAM 提供有序的、可靠的、双向的和基于连接的字节流，使用带外数据传送机制，为Internet地址族使用TCP。

  • SOCK_DGRAM 支持无连接的、不可靠的和使用固定大小（通常很小）缓冲区的数据报服务，为Internet地址族使用UDP。

• protocol：就是指定协议。套接口所用的协议。如调用者不想指定，可用0。常用的协议有：

  • IPPROTO_TCP（TCP传输协议）
  • IPPROTO_UDP（UDP传输协议）
  • IPPROTO_STCP（STCP传输协议）
  • IPPROTO_TIPC（TIPC传输协议）

  SOCK_STREAM类型的套接口为全双向的字节流。对于流类套接口，在接收或发送数据前必需处于已连接状态。用connect()调用建立与另一套接口的连接，连接成功后，即可用send()和recv()传送数据。当会话结束后，调用closesocket()。带外数据根据规定用send()和recv()来接收。
  实现SOCK_STREAM类型套接口的通讯协议保证数据不会丢失也不会重复。如果终端协议有缓冲区空间，且数据不能在一定时间成功发送，则认为连接中断，其后续的调用也将以WSAETIMEOUT错误返回。
  SOCK_DGRAM类型套接口允许使用sendto()和recvfrom()从任意端口发送或接收数据报。如果这样一个套接口用connect()与一个指定端口连接，则可用send()和recv()与该端口进行数据报的发送与接收。

返回值

返回值：socket的编号，为-1表示失败，成功为一个大于0的数字。

socket返回的值是一个文件描述符，SOCKET类型本身也是定义为int的，既然是文件描述符，那么在系统中都当作是文件来对待的，0,1,2分别表示标准输入、标准输出、标准错误。所以其他打开的文件描述符都会大于2, 错误时就返回 -1. 这里INVALID_SOCKET 也被定义为 -1

2. 设置socket的属性

setsockopt函数原型：

int setsockopt( int socket, int level, int option_name,const void *option_value, size_t ，ption_len);

功能：设置一个套接字的选项（属性）
第一个参数socket是套接字描述符。
第二个参数level是被设置的选项的级别，如果想要在套接字级别上设置选项，就必须把level设置为 SOL_SOCKET。option_name指定准备设置的选项，option_name可以有哪些取值，这取决于level，在套接字级别上(SOL_SOCKET)，option_name可以有以下取值：

• SO_RCVTIMEO，设置接收超时时间，该选项最终将接收超时时间赋给sock->sk->sk_rcvtimeo。
• SO_SNDTIMEO，设置发送超时时间，该选项最终将发送超时时间赋给sock->sk->sk_sndtimeo。

int nNetTimeout=5000;//5秒
//发送时限
setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO,(char*)&nNetTimeout,sizeof(int));
//接收时限
setsockopt(socket,SOL_S0CKET,SO_RCVTIMEO,(char*)&nNetTimeout,sizeof(int));　

• SO_REUSEADDR，打开或关闭地址复用功能。
  此参数经常用于当socket正在关闭，处于TIME_WAIT的状态，而此时你又想继续重用该socket，你可以私用此参数，否则你在调用bind接口的时候会出现bind failed: Address already in use

BOOL bReuseaddr=TRUE;
setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)&bReuseaddr,sizeof(BOOL));　

connect函数

功能：将socket客户端连接到服务端的某个IP地址或端口号即可用connect函数

//函数原型
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

//实例
struct sockaddr_in servaddr;
memset(&servaddr, '\0', sizeof(struct sockaddr_in));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(server_port);  // 标注服务器的端口
inet_pton(AF_INET, server_ip, &servaddr.sin_addr); //通过IP地址连接服务器

int con_tab= connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));

• sockdf:socket文件描述符

• addr:传入参数，指定服务器端地址信息，含IP地址和端口号

• addrlen:传入参数,传入sizeof(addr)大小

• 返回值：成功返回0，失败返回-1，设置errno

• connect 函数将激发 TCP 的三次握手过程，而且仅在连接建立成功或出错时才返回。其中出错返回可能有以下几种情况：

  • 三次握手无法建立，客户端发出的 SYN 包没有任何响应，于是返回 TIMEOUT 错误。这种情况比较常见的原因是对应的服务端 IP 写错。

  • 客户端收到了 RST（复位）回答，这时候客户端会立即返回 CONNECTION REFUSED 错误。这种情况比较常见于客户端发送连接请求时的请求端口写错，因为 RST 是 TCP 在发生错误时发送的一种 TCP 分节。产生 RST 的三个条件是：目的地为某端口的 SYN 到达，然而该端口上没有正在监听的服务器（如前所述）；TCP 想取消一个已有连接；TCP 接收到一个根本不存在的连接上的分节。

  • 客户发出的 SYN 包在网络上引起了"destination unreachable"，即目的不可达的错误。这种情况比较常见的原因是客户端和服务器端路由不通。

sockaddr_in结构体

sockaddr_in 是一个 C 语言中的结构体，用于存储 IPv4 套接字地址。它包含了以下成员变量：
sockaddr_in所在在头文件#include<netinet/in.h>或#include <arpa/inet.h>

struct sockaddr_in
{
	sa_family_t sin_family;   //地址族
	uint16_t sin_port;     //端口号
	struct in_addr sin_addr;  //32位IP地址
	char sin_zero;      //预留未使用
};

sin_family：地址族，通常设置为 AF_INET
sin_port：端口号，使用网络字节序
sin_addr：IP 地址，使用 in_addr 结构体存储
sin_zero：填充字段，保证 sockaddr_in 结构体与 sockaddr 结构体大小相同 它通常用于设置套接字地址或者接收套接字地址。

sockaddr_in和sockaddr的区别：
使用sockaddr_in设置端口、IP地址以及地址属性等参数，而不是直接使用sockaddr结构体，因为这个结构体是操作系统内核调用的，对于程序员来说不应该是透明的。所以一般的做法是我们设置好sockaddr_in结构体，然后将其显示转换为sockaddr。

inet_pton函数

头文件：#include<arpa/inet.h>
inet_pton 和 inet_ntop 这 2 个函数能够处理 ipv4 和 ipv6
inet_pton() 转换网络主机地址ip(如192.168.1.10)为二进制数值，并存储在struct in_addr结构中

#include<arpa/inet.h>
struct sockaddr_in servaddr;
inet_pton(AF_INET, 10.168.248.245, &servaddr.sin_addr); 

3. fcntl设置非阻塞

fcntl - 对一个打开的文件描述符执行一系列控制操作。
fcntl() 对打开的文件描述符fd执行下面操作之一。操作由cmd决定

int func()
{
    int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    int flag = fcntl(fd,F_GETFL,0);//获取文件fd当前的状态
    //int flag = fcntl(fd,F_GETFL);//不用第3个参数也可以
    if(flag<0)
    {
        perror("fcntl F_GETFL fail"); 
        close(fd); 
        return -1; 
    }
    if (fcntl(fd, F_SETFL, flag | O_NONBLOCK) < 0)//设置为非阻塞态
     {  
        perror("fcntl F_SETFL fail"); 
        close(fd);
        return -1; 
    }
}
-----------------------------------------
#include <fcntl.h>
int sockfd
int flags;
flags= fcntl(sockfd, F_GETFL, 0);
fcntl(sockfd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);

4. recv函数

• 功能：接收服务店或订阅的IP/端口号发过来的数据

int recv( SOCKET s, char *buf, int len, int flags);

参数一：指定接收端套接字描述符；
参数二：指向一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据；
参数三：指明buf的长度；
参数四：一般置为0；

• 返回值：异步与同步的返回值没有区别
  • 成功：>0，返回值大于0，返回值为读取到的字节数。
  • 返回值=0，表示另一端关闭了socket
  • 返回值= -1 错误，需要获取错误码errno

int read_tab;
unsigned char data[10000];
read_tab= recv(sockfd, data, 10000,0);