socket 编程 TCP 实现简单聊天功能【转】-优快云博客

本文详细介绍TCP网络编程中关键函数的使用方法，包括socket、bind、listen、accept、connect等，并通过服务端和客户端的示例代码展示如何实现TCP连接与通信。
转自：http://blog.youkuaiyun.com/liujia2100/article/details/9006479
各个主要函数的功能：

1、socket

int socket(int domain, int type,int protocol)     
 
    domain:说明我们网络程序所在的主机采用的通讯协族(AF_UNIX  和  AF_INET  等). 
AF_UNIX 只能够用于单一的 Unix 系统进程间通信,而 AF_INET 是针对 Internet 的,因而可以允
许在远程  主机之间通信(当我们  man  socket 时发现  domain 可选项是  PF_*而不是 AF_*,因
为 glibc 是 posix 的实现  所以用 PF 代替了 AF,不过我们都可以使用的).     
 
    type:我们网络程序所采用的通讯协议(SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM 等)  SOCK_STREAM
表明我们用的是 TCP 协议,这样会提供按顺序的,可靠,双向,面向连接的比特流.  SOCK_DGRAM 
表明我们用的是 UDP 协议,这样只会提供定长的,不可靠,无连接的通信.     
 
    protocol:由于我们指定了  type,所以这个地方我们一般只要用  0  来代替就可以了 
socket 为网络通讯做基本的准备.成功时返回文件描述符,失败时返回-1,看 errno 可知道出错
的详细情况.     
 
 
2、bind
int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)     
 
    sockfd:是由 socket 调用返回的文件描述符.     
 
    addrlen:是 sockaddr 结构的长度.     
 
    my_addr:是一个指向 sockaddr 的指针.  在中有  sockaddr 的定义     
 
                struct sockaddr{   
                                unisgned short    as_family;   
                                char                        sa_data[14];   
                                };   
 
    不过由于系统的兼容性, 我们一般不用这个头文件, 而使用另外一个结构(struct sockaddr_in)  来代替.在中有 sockaddr_in 的定义     
                struct sockaddr_in{   
                                unsigned short                    sin_family;             
                                unsigned short int            sin_port;   
                                struct in_addr                    sin_addr;   
                                unsigned char                      sin_zero[8];   
 
    我们主要使用 Internet 所以 sin_family 一般为 AF_INET,sin_addr 设置为 INADDR_ANY
表示可以和任何的主机通信,sin_port  是我们要监听的端口号.sin_zero[8]是用来填充的.  bind
将本地的端口同 socket 返回的文件描述符捆绑在一起.成功是返回 0,失败的情况和 socket 一
样     
 

3、listen

int listen(int sockfd,int backlog)     
 
sockfd:是 bind 后的文件描述符.     
 
backlog:设置请求排队的最大长度.当有多个客户端程序和服务端相连时,  使用这个表示
可以介绍的排队长度. listen 函数将 bind 的文件描述符变为监听套接字.返回的情况和 bind 一
样.     
 
 
4、 accept     
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)     
 
sockfd:是 listen 后的文件描述符.     
 
addr,addrlen 是用来给客户端的程序填写的,服务器端只要传递指针就可以了.  bind,listen
和 accept 是服务器端用的函数,accept 调用时,服务器端的程序会一直阻塞到有一个客户程序
发出了连接. accept 成功时返回最后的服务器端的文件描述符,这个时候服务器端可以向该描
述符写信息了.  失败时返回-1     
 
 
5、 connect     
int connect(int sockfd, struct sockaddr * serv_addr,int addrlen)     
 sockfd:socket 返回的文件描述符.     
 
serv_addr:储存了服务器端的连接信息.其中 sin_add 是服务端的地址     
 
addrlen:serv_addr 的长度     
 
connect 函数是客户端用来同服务端连接的.成功时返回 0,sockfd 是同服务端通讯的文件
描述符  失败时返回-1.     


6、

gethostbyname 和 gethostbyaddr 都涉及到一个 hostent 的结构体，如下所示： 
 
Struct hostent{ 
      char *h_name;/*正式主机名*/ 
      char **h_aliases;/*主机别名*/ 
      int h_addrtype;/*地址类型*/ 
      int h_length;/*地址长度*/ 
      char **h_addr_list;/*指向 IPv4或 IPv6的地址指针数组*/ 
} 
所需头文件  #include <netdb.h> 

函数原型   Struct hostent *gethostbyname(const char *hostname) 

函数传入值   Hostname：主机名 

函数返回值 

成功： 
hostent 类型指针 

  出错：−1 

服务端源码：
[cpp] view plain copy

    #include <stdio.h>  
    #include <stdlib.h>  
    #include <errno.h>  
    #include <sys/types.h>  
    #include <sys/time.h>  
    #include <unistd.h>   
    #include <string.h>   
    #include <netdb.h>   
    #include <sys/types.h>   
    #include <netinet/in.h>   
    #include <sys/socket.h>  
      
    int main(int argc, char *argv[])  
    {  
        int sockfd,new_fd;   
        int sockaddr_size;  
        int ret;  
        int len;  
        struct sockaddr_in server_addr;   //结构体sockaddr_in 和 aockaddr 是兼容的  
        struct sockaddr_in client_addr;     
        int sin_size,portnumber;     
        char buf[1024];  
      
        fd_set rfds;  
        struct timeval tv;  
        int maxfd;  
        FD_ZERO(&rfds);  
        FD_SET(STDIN_FILENO, &rfds);  
      
      
        if((portnumber = atoi(argv[1]))<0)  
        {  
            printf("port number error, will exit\n");  
            exit(1);  
        }  
        /*  服务器端开始建立 socket 描述符  */       
        if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)    //AF_INET也可以用PF_INET代替，表明针对錓neternet，可以建立远程连接。SOCK_STREAM表明使用的是TCP协议     
        {                                                       //而 SOCK_DGRAM 表明我们用的是 UDP 协议  
            printf("socket, will exit\n");  
            close(sockfd);  
            exit(1);    
        }  
        /*  服务器端填充  sockaddr 结构    */       
        bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));     
        server_addr.sin_family=AF_INET;     
        server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);   //标识可以和任何主机通信  
        server_addr.sin_port=htons(portnumber);    
      
        /*  捆绑 sockfd 描述符    */       
        if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)     
        {     
            printf("bind error, will exit\n");     
            close(sockfd);  
            exit(1);     
        }  
        /*  监听 sockfd 描述符    */     
        if(listen(sockfd,5)==-1)  //设置客户端请求排队的最大长度，允许最大5个   
        {        
            printf("listen, will exit\n");   
            close(sockfd);        
            exit(1);     
        }  
      
      
        while(1)  
        {  
             /*  服务器阻塞,直到客户程序建立连接    */     
            printf("Will go to talk, wait connecting...\n");  
            sockaddr_size = sizeof(struct sockaddr);  
            //int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr,int *addrlen)      
            if((new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),&sockaddr_size))==-1)    
            {  
                printf("accept error, will exit\n");  
                close(sockfd);  
                exit(1);  
            }  
            else  
            {  
                printf("server: get connection from %s, port %d, socket %d\n",  
                       (char *)inet_ntoa(client_addr.sin_addr),  
                       ntohs(client_addr.sin_port),  
                       new_fd);  
            }  
            //进行会话  
            while(1)  
            {  
      
                FD_ZERO(&rfds);  
                FD_SET(STDIN_FILENO, &rfds);  
                FD_SET(new_fd, &rfds);  
                //maxfd = new_fd > STDIN_FILENO ? newfd ：STDIN_FILENO;  
                //maxfd = maxfd + 1;  
                maxfd = new_fd + 1;  
                  
                tv.tv_sec = 1;  
                tv.tv_usec = 0;//设置等待时间  
                ret = select(maxfd, &rfds, NULL, NULL, &tv);  
                if(ret<0)  
                {  
                    printf("select error, process will eixt\n");  
                    exit(0);  
                }  
                else if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rfds))//测试是否有数据  
                {  
                        bzero(buf,1024);  
                        //printf("Server    :");  
                        fgets(buf, 1024, stdin);  
                        if (!strncasecmp(buf, "quit", 4))   
                        {  
                            printf("current talk exit\n");  
                            FD_CLR(new_fd, &rfds);   
                            close(new_fd);  
                            break;  
                        }  
                        //printf("Server    :%s\n",buf);  
                        //  int recv(int sockfd,void *buf,int len,int flags)     
                        //  int send(int sockfd,void *buf,int len,int flags)     
                        //最后一个参数可以是0，也可以是  
    /*                    _______________________________________________________________    
    |    MSG_DONTROUTE                |    不查找路由表                                                  |    
    |    MSG_OOB                            |    接受或者发送带外数据                                    |    
    |    MSG_PEEK                          |    查看数据,并不从系统缓冲区移走数据            |    
    |    MSG_WAITALL                    |    等待所有数据                                                  |    
    |--------------------------------------------------------------|  
    */  
                        len = send(new_fd,buf,strlen(buf)-1,0);  
                        if(len < 0)  
                        {  
                            printf("send fail\n");  
                        }  
                          
                          
                      
                }  
                else if(FD_ISSET(new_fd, &rfds))  
                {  
                  
                    bzero(buf,1024);  
                    len = recv(new_fd,buf,strlen(buf)-1,0);  
                    if(len < 0)  
                    {  
                        printf("receive fail\n");  
                    }  
                    if(len == 0)//当客户端终止运行的时候，会不断检测到sockfd的状态变化，但是收到的信息长度为0  
                    {  
                        printf("Client has already exit, will exit\n");  
                        FD_CLR(new_fd, &rfds);   
                        close(new_fd);  
                        break;  
                      
                    }  
                    if (!strncasecmp(buf, "quit", 4))   
                    {  
                        printf("current talk exit\n");  
                        FD_CLR(new_fd, &rfds);   
                        close(new_fd);  
                        break;  
                    }  
                    buf[len+1]='\0';  
                    printf("        Client  :%s\n",buf);  
                  
                }  
              
            }  
          
        }  
          
    }  


客户端：
[cpp] view plain copy

        #include <stdio.h>  
        #include <stdlib.h>  
        #include <errno.h>  
        #include <sys/types.h>  
        #include <sys/time.h>  
        #include <unistd.h>   
        #include <string.h>   
        #include <netdb.h>   
        #include <sys/types.h>   
        #include <netinet/in.h>   
        #include <sys/socket.h>  
          
        int main(int argc, char *argv[])  
        {  
            int sockfd,new_fd;   
            int sockaddr_size;  
            int ret;  
            int len;  
            struct sockaddr_in server_addr;   //结构体sockaddr_in 和 aockaddr 是兼容的  
             struct hostent *host;  
            int sin_size,portnumber;     
            char buf[1024];  
          
            fd_set rfds;  
            struct timeval tv;  
            int maxfd;  
            FD_ZERO(&rfds);  
            FD_SET(STDIN_FILENO, &rfds);  
          
             if((host=gethostbyname(argv[1])) == 0)  
            {  
                printf("server ip %s error\n",argv[1]);  
                exit(1);  
            }  
              
            if((portnumber = atoi(argv[2]))<0)  
            {  
                printf("port number error, will exit\n");  
                exit(1);  
            }  
            /*  客户程序开始建立  sockfd 描述符    */         
            if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)    //AF_INET也可以用PF_INET代替，表明针对錓neternet，可以建立远程连接。SOCK_STREAM表明使用的是TCP协议     
            {                                                       //而 SOCK_DGRAM 表明我们用的是 UDP 协议  
                printf("socket, will exit\n");  
                exit(1);    
            }  
            /*  客户程序填充服务端的资料              */        
            bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));     
            server_addr.sin_family=AF_INET;     
            server_addr.sin_port=htons(portnumber);    
            server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);   
          
            /*  客户程序发起连接请求                  */       
            if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)     
            {  
                printf("connect will exit\n");  
                exit(1);    
            }  
            printf("start talk...\n");  
              
            FD_SET(sockfd, &rfds);  
                //进行会话  
                while(1)  
                {  
          
                    FD_ZERO(&rfds);  
                    FD_SET(STDIN_FILENO, &rfds);  
                    FD_SET(sockfd, &rfds);  
                      
                    //maxfd = new_fd > STDIN_FILENO ? newfd ：STDIN_FILENO;  
                    //maxfd = maxfd + 1;  
                    maxfd = sockfd + 1;  
                      
                    tv.tv_sec = 1;  
                    tv.tv_usec = 0;//设置等待时间  
                    ret = select(maxfd, &rfds, NULL, NULL, &tv);  
                    if(ret<0)  
                    {  
                        printf("select error, process will eixt\n");  
                        exit(0);  
                    }  
                    else if(FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rfds))//测试是否有数据  
                    {  
                            bzero(buf,1024);  
                            //printf("Client    :");  
                            fgets(buf, 1024, stdin);  
                            if (!strncasecmp(buf, "quit", 4))   
                            {  
                                printf("current talk exit\n");  
                                FD_CLR(sockfd, &rfds);   
                                close(sockfd);  
                                break;  
                            }  
                            //printf("Client    :%s\n",buf);  
                            //  int recv(int sockfd,void *buf,int len,int flags)     
                            //  int send(int sockfd,void *buf,int len,int flags)     
                            //最后一个参数可以是0，也可以是  
        /*                    _______________________________________________________________    
        |    MSG_DONTROUTE                |    不查找路由表                                                  |    
        |    MSG_OOB                            |    接受或者发送带外数据                                    |    
        |    MSG_PEEK                          |    查看数据,并不从系统缓冲区移走数据            |    
        |    MSG_WAITALL                    |    等待所有数据                                                  |    
        |--------------------------------------------------------------|  
        */  
                            len = send(sockfd,buf,strlen(buf)-1,0);  
                            if(len < 0)  
                            {  
                                printf("send fail\n");  
                            }  
                              
                              
                          
                    }  
                    else if(FD_ISSET(sockfd, &rfds))  
                    {  
                      
                        bzero(buf,1024);  
                        len = recv(sockfd,buf,strlen(buf)-1,0);  
                        if(len < 0)  
                        {  
                            printf("receive fail\n");  
                        }  
                        if(len == 0)//当服务器终止运行的时候，会不断检测到sockfd的状态变化，但是收到的信息长度为0  
                        {  
                            printf("Server has already exit, will exit\n");  
                            FD_CLR(sockfd, &rfds);   
                            close(sockfd);  
                            break;  
                          
                        }  
                        if (!strncasecmp(buf, "quit", 4))   
                        {  
                            printf("current talk exit\n");  
                            FD_CLR(sockfd, &rfds);   
                            close(sockfd);  
                            break;  
                        }  
                        buf[len+1]='\0';  
                        printf("        Server: %s\n",buf);  
                      
                    }  
                  
                }  
              
          
              
        }