（一）先跑起来——网络编程

        socket（插座），套接字。运行在计算机中的两个程序通过 socket 建立起一个通道，数据在通道中传输。

        socket 将复杂的 TCP/IP 协议隐藏了起来，对程序员来说，只要用好 socket 相关的函数，就可以完成网络通信。

        socket 提供了流（stream）和数据报（datagram）两种通信机制。

        流 socket 基于 TCP 协议，是一个有序、可靠、双向字节流的通道，传输数据不会丢失、不会重复、顺序也不会错乱。

        数据报 socket 基于 UDP 协议，不需要建立和维持连接，可能会丢失或错乱。UDP不是一个可靠的协议，对数据的长度有限制，但是它的效率比较高。

        简单的 socket 通讯流程：

服务端程序：

/*
 * 程序名： server.cpp 用于演示 socket 通信的服务端
 */
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>



int main(int argc, char *argv[]) {
        if (argc != 2) {
                std::cout << "Using:./server port" << std::endl;
                std::cout << "Example:./server 5005" << std::endl;;
                return -1;
        }
        // 第1步：创建服务端的 socket
        int listenfd = 0;
        if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
                perror("socket");
                return -1;
        }

        // 第2步：把服务端有用于通信的地址和端口绑定到 socket 上。
        //struct sockaddr_in serveraddr;        // 服务端地址信息的数据结构
        sockaddr_in* serveraddr = new sockaddr_in;
        serveraddr->sin_family = AF_INET;       // 协议族，在 socket 编程中只能是 AF_INET
        serveraddr->sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);                // 任意ip地址
        //serveraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.199.134")     // 固定 ip 地址
        serveraddr->sin_port = htons(atoi(argv[1]));    // 指定通信端口
        if (bind(listenfd, (struct sockaddr *) serveraddr, sizeof(*serveraddr)) != 0) {
                perror("bind");
                close(listenfd);
                return -1;
        }

        // 第3步：把 socket 设置为监听模式
        if (listen(listenfd, 5) != 0) {
                perror("listen");
                close(listenfd);
                return -1;
        }

        // 第4步：接受客户端的连接
        int clientfd;   // 客户端的 socket
        int socklen = sizeof(struct sockaddr_in);       // struct sockaddr-in 大小
        struct sockaddr_in clientaddr;  // 客户端的地址信息
        clientfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, (socklen_t*)&socklen);
        std::cout << "客户端" << inet_ntoa(clientaddr.sin_addr) << "已连接。" << std::endl;

        // 第5步：与客户端通信，接受客户端发过来的报文后，回复OK
        char buffer[1024];
        while (1) {
                int iret;
                memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
                if ((iret = recv(clientfd, buffer, sizeof(buffer), 0)) <= 0) {
                        std::cout << "iret = " << iret << std::endl;
                        break;
                }
                std::cout << "接收: " << buffer << std::endl;

                strcpy(buffer, "OK");
                if ((iret = send(clientfd, buffer, strlen(buffer), 0)) <= 0) {
                        perror("send");
                        break;
                }
                std::cout << "发送" << buffer << std::endl;
        }

        // 第6步: 关闭 socket, 释放资源
        close(listenfd);
        close(clientfd);

}

 客户端程序：

/*
 * 程序名：client.cpp 为 socket 客户端  
 */
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
        if (argc != 3) {
                std::cout << "using: ./client ip port" <<std::endl;
                std::cout << "Example:./client 127.0.0.1 5005" << std::endl;
                return -1;
        }

        // 第1步：创建客户端的socket
        int sockfd;
        if ((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
                perror("socket");
                return -1;
        }

        // 第2步：想服务器发起连接请求
        struct hostent* h;
        if ((h = gethostbyname(argv[1])) == 0) {        // 指定服务器的 ip 地址
                std::cout << "gethostbyname failed" << std::endl;
                close(sockfd);
                return -1;
        }
        sockaddr_in* servaddr = new sockaddr_in;
        servaddr->sin_family = AF_INET;
        servaddr->sin_port = htons(atoi(argv[2]));      // 指定服务器的通信端口
        memcpy(&servaddr->sin_addr, h->h_addr, h->h_length);
        if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)servaddr, sizeof(*servaddr)) != 0) {      // 像服务端发起
连接
                perror("connect");
                close(sockfd);
                return -1;
        }

        char buffer[1024];
        // 第3步：与服务器通信，发送一个报文后等待回复，然后再发下一个报文
        for (int i = 0 ; i < 10; i++) {
                int iret;
                memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
                sprintf(buffer, "这是第%d个超级女生， 编号为%03d", i + 1, i + 1);
                if ((iret = send(sockfd, buffer, strlen(buffer), 0)) <= 0) {
                        perror("send");
                        break;
                }
                std::cout << "发送:" << buffer << std::endl;


                memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
                if ((iret = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0)) <= 0) {
                        std::cout << "iret=" << iret << std::endl;
                        break;
                }
                std::cout << "接受: " << buffer << std::endl;
        }

        // 第4步：关闭 socket，释放资源
        close(sockfd);

}

程序编写完后使用g++编译：g++ -o 执行文件名(server) 程序名(server.cpp)

服务端运行结果：

客户端运行结果：

程序大致了解：

（1）socket（）

int socket(int domain, int type, int protocol);

        在UNIX系统中，一切皆文件。socket()函数的返回值其本质是一个文件描述符，是一个整数。

        单个线程会限制同时打开文件数量，输入：ulimit -a

open files                      (-n) 1024

        故socket最大到1023（从0开始） ，这个值可以调整设置。

（2）sockaddr_in结构体

//struct sockaddr_in serveraddr;        // 服务端地址信息的数据结构

        定义好的用于存储服务端地址信息的结构体。

        对于ip地址，有指定ip地址和任意ip地址两种方式，常采用任意ip地址的方式比较多。

（3）send()

        send函数用于将数据通过socket发送给对端服务器，无论是服务端还是客户端都通过send函数来向TCP连接的另一端发送数据。

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

        函数返回已发送的字符数。出错时返回-1，返回的错误<=0表示通信链路已不可用。

（4）recv()

        recv函数用于就收对端socket发送过来的数据。无论是服务端还是客户端都通过recv函数来接收TCP另一端发送数据。

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

        如果socket的对端没有发送数据，recv函数就会等待；如果对端发送了数据，函数返回接受到的字符数。出错时返回-1，返回的错误<=0表示通信链路已不可用。

（5）服务器端有两个socket

        对服务器来说，有两个socket，一个用于监听，还有一个就是客户端连接成功后，由accept函数创建的用于与客户端收发报文的socket。

clientfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, (socklen_t*)&socklen);

（6）程序退出前先关闭socket

        socket是系统资源，操作系统打开的socket数量有限，在程序退出之前必须关闭已打开的socket。