TCP依舊使用代碼來熟悉對應的套接字，很多接口都是在udp中使用過的
所以就不會單獨把他們拿出來作為標題了，只會把第一次出現(xiàn)的接口作為標題

通過TCP的套接字 ，來把數(shù)據(jù)交付給對方的應用層，完成雙方進程的通信

服務端 tcp_server

tcpserver.hpp(封裝)

在 tcpServer.hpp 中，創(chuàng)建一個命名空間 yzq 用于封裝
在命名空間中，定義一個類 TcpServer

該類中包含 構(gòu)造 析構(gòu) 初始化(initServer) 啟動(start)

初始化 initServer

1. 創(chuàng)建socket

設置監(jiān)聽端口號(后面會解釋) ，需要端口號標識進程的唯一性

在類外設置一個默認端口號8888作為構(gòu)造函數(shù)參數(shù)port的缺省值

創(chuàng)建套接字

輸入 man socket

第一個參數(shù) domain ，用于區(qū)分 進行網(wǎng)絡通信還是 本地通信
若想為網(wǎng)絡通信，則使用 AF_INET
若想為本地通信，則使用 AF_UNIX

第二個參數(shù) type， 套接字對應的服務類型

SOCK_STREAM 流式套接
SOCK_DGRAM 無連接不可靠的通信(用戶數(shù)據(jù)報)

第三個參數(shù) protocol ，表示想用那種協(xié)議，協(xié)議默認為0
若為 流式套接，則系統(tǒng)會認為是TCP協(xié)議 ，若為用戶數(shù)據(jù)報，則系統(tǒng)會認為是UDP協(xié)議

套接字的返回值：若成功則返回文件描述符，若失敗則返回 -1

說明進行網(wǎng)絡通信，流式套接，同時系統(tǒng)認為是TCP協(xié)議

創(chuàng)建err.hpp 用于存儲錯誤信息的枚舉

如果創(chuàng)建失敗，則終止程序

2. 綁定 bind

輸入 man 2 bind ，查看綁定

給一個套接字綁定一個名字
第一個參數(shù) sockfd 為 套接字
第二個參數(shù) addr 為 通用結(jié)構(gòu)體類型
第三個參數(shù) addrlen 為 第二個參數(shù)的實際長度大小

bind返回值：若成功，則返回0，若失敗，返回 -1

使用bind，是需要借助一個通用結(jié)構(gòu)體來實現(xiàn)的
所以定義一個 網(wǎng)絡通信類型的結(jié)構(gòu)體 local

在上一篇博客中，詳細講述了 sockaddr_in 結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部組成
不懂可以去看看：struct sockaddr_in 的理解

htons —— 主機序列轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡序列

輸入 man htons ，表示短整數(shù)的主機轉(zhuǎn)網(wǎng)絡序列

所以需要將主機的port_進行轉(zhuǎn)化 ，然后再交給 local的sin_port (端口號)

INADDR_ANY 表示bind的任意IP

如果綁定失敗返回-1

3.監(jiān)聽

listen ——設為 監(jiān)聽狀態(tài)

輸入 man 2 listen
設置當前套接字狀態(tài)為 監(jiān)聽狀態(tài)

第一個參數(shù) sockfd 為 套接字
第二個參數(shù) 暫不做解釋，一般設為整數(shù)
若成功則返回0，若失敗返回-1

監(jiān)聽失敗 返回-1，并終止程序

在類外設置一個 默認整數(shù) 為32

啟動 Start

設置一個布爾變量 quit_，若為true則表示 服務器啟動， 若為false，則表示 服務器沒有啟動

如果服務器沒有啟動，則進入while循環(huán)

1.獲取連接，accept

accept

輸入 man 2 accept

需要知道誰連的你，所以要獲取到客戶端的相關信息

第一個參數(shù) sockfd 為套接字
第二個參數(shù) addr 為通用結(jié)構(gòu)體類型的 結(jié)構(gòu)體 這個結(jié)構(gòu)體是用來記錄客戶端內(nèi)的port號以及IP地址 、16位地址類型等信息
第三個參數(shù) addrlen 為 結(jié)構(gòu)體的大小

返回值：
若成功，則返回一個合法的整數(shù) 即文件描述符
若失敗，返回-1并且設置錯誤碼

accept返回的文件描述符 與 socket設置成功返回的文件描述符的關系

如：有一個魚莊，生意不太好，所以在外面站著一個人叫張三，進行攬客
有一天你和你的朋友在外面遇見張三，張三就向你們說他們魚莊有多少，推薦去他們哪里吃魚
正好你們倆也餓了，所以就跟張三去魚莊吃魚，但是只有你們進入魚莊了，張三并沒有進去
張三只是向里面喊了一聲，來客人了，然后繼續(xù)找人去了
這個時候來了一個服務員李四，向你們詢問要吃什么，并向你們提供各種服務

每一次張三把客人招呼到魚莊時，都會有一名服務員給客人提供服務
當張三做完自己的工作后，立馬返回自己的工作崗位，繼續(xù)招攬客人

張三不給用戶提供具體的服務，只負責把客人從路上拉到店里去吃飯 進行消費
李四來給客人提供服務
魚莊 可以看作是 整個服務器
像張三這樣把客人從外部 拉到餐廳里的 稱為 監(jiān)聽套接字 即accept的第一個參數(shù) sockfd
像李四這樣作的動作，相當于accept會返回一個文件描述符，這個文件描述符 是真正給用戶提供IO服務的

若張三繼續(xù)拉客，在路上碰見一個人，問他要不要去魚莊吃飯，但那個人搖了搖頭，表示沒有意愿去魚莊吃飯，
此時張三就被拒絕了，但這并不影響張三繼續(xù)拉客去魚莊
所以 accept 獲取失敗，只需繼續(xù) 執(zhí)行即可

2.獲取新連接成功，開始進行業(yè)務處理

提供一個service的函數(shù) ，參數(shù)為新的文件描述符sock
用于實現(xiàn)基本的讀寫服務 即 客戶端發(fā)消息，需要把消息轉(zhuǎn)回去

TCP 是一種流式服務
輸入 man 2 read

從文件描述符fd中將我們想要的數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)塊的方式讀取出來
返回值代表多少字節(jié)，讀取到文件結(jié)尾為0，失敗為-1

將sock中的數(shù)據(jù)讀取到buffer緩沖區(qū)中
若讀取成功，則將最后一位的下一位賦值為0

若read的返回值為0，則對方將連接關閉了，所以sock也可以關閉

若返回值小于0，則讀取失敗，返回錯誤碼

收到消息，需要把消息做某種處理后，再把消息轉(zhuǎn)回去
所以使用 包裝器 functional處理

在類外設置一個函數(shù)類型，返回值為string，參數(shù)為 string 的包裝器

用該函數(shù)類型定義為一個私有變量func

將處理完的消息進行返回
輸入 man 2 write
向一個文件中寫入信息

fd代表文件描述符
buf代表 緩沖區(qū)
count代表 緩沖區(qū)大小
write將緩沖區(qū)的count大小的數(shù)據(jù)寫入 fd中

將res中的數(shù)據(jù) 寫入 sock文件描述符中

tcpserver.cc (主函數(shù)main實現(xiàn))

想要只輸入 ./tcp_server 加 端口號
所以在main函數(shù)中添加命令行參數(shù)
main函數(shù)的兩個參數(shù)，char* argv[] 為指針數(shù)組 ，argv為一張表，包含一個個指針，指針指向字符串
int argc，argc為數(shù)組的元素個數(shù)

當參數(shù)輸入不為2時，就會終止程序，同時打印出對應的輸入?yún)?shù)

通過構(gòu)造函數(shù)了解， 想要使用 new TcpServer 需要傳入回調(diào)和端口號

客戶端 tcp_client

tcpclient.cc(不封裝，直接實現(xiàn))

為了使用客戶端，所以要輸入對應的 可執(zhí)行程序 serverip serverport
所以在main函數(shù)需要使用 命令行參數(shù)

若輸入的參數(shù)少于3個，則終止程序，并打印出對應輸入的參數(shù)

將輸入的第二個參數(shù)的IP地址 賦值給 serverip
將輸入的第三個參數(shù)的端口號，使用atoi將字符串轉(zhuǎn)化為整數(shù) ，再賦值給serverport

1.創(chuàng)建套接字

網(wǎng)絡通信，并為流式套接，默認為0，因為流式所以為TCP協(xié)議
若創(chuàng)建套接字失敗，則終止程序

2.發(fā)起鏈接

輸入 man connect

客戶端 通過套接字sockfd，向特定的服務器發(fā)起鏈接請求
sockfd:套接字
addr：公共類型的結(jié)構(gòu)體 內(nèi)部包含 服務器的IP地址和的端口號
addrlen:結(jié)構(gòu)體的大小

返回值：若成功，則返回0，若失敗，返回-1和錯誤碼
首次發(fā)起鏈接時，操作系統(tǒng)會給客戶端自動進行綁定端口

所以需要先定義一個結(jié)構(gòu)體server

借助htons 將上述的主機序列端口號serverport 轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡序列端口號

inet_addr——字符串IP地址 轉(zhuǎn)為 網(wǎng)絡序列IP地址

輸入man inet_addr

第一個參數(shù)為 字符串風格的IP地址
第二個參數(shù) 為 網(wǎng)絡序列的IP地址
將 字符串風格的IP地址 轉(zhuǎn)為 網(wǎng)絡序列的IP地址

再將主機序列的IP地址serverip，轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡序列的IP地址

cnt表示重連次數(shù)
設置while循環(huán)，當不等于0鏈接失敗時，cnt值減1，并重新鏈接，若cnt值為0，則break終止循環(huán)
若出了while循環(huán)，cont小于等于0，則終止程序

3. 鏈接成功

創(chuàng)建一個string類型的line，將輸入的參數(shù)傳入line中
使用write，將line的內(nèi)容傳入文件描述符中
使用read，將sock的數(shù)據(jù)傳入buffer中
通過read的返回值來判斷，若返回值大于0則，輸出其中內(nèi)容
若返回值等于0，則說明鏈接關閉，則退出while循環(huán)
若返回值小于，則說明創(chuàng)建失敗，返回錯誤碼文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-643396.html

具體代碼實現(xiàn)

err.hpp(用于存放錯誤信息)

#pragma once 

enum
{
  USAGE_ERR=1,
  SOCKET_ERR,//2
  BIND_ERR,//3
  LISTEN_ERR//4
};

makefile

.PHONY:all
all: tcp_client tcp_server

tcp_client:tcpClient.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
tcp_server:tcpServer.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
.PHONY:clean
clean:
	rm -f tcp_client tcp_server

tcpServer.hpp( 服務端 封裝)

#pragma once

#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include"err.hpp"
#include <sys/types.h>          
#include <sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<functional>



namespace yzq
{
    
    static uint16_t defaultport=8888;//默認端口號
    static const int backlog=32;//默認整數(shù)為32
    using func_t=std::function<std::string(const std::string&)>;

    class TcpServer;
    class ThreadData//該類用于存放客戶端的IP port 套接字
    { 
        public:
        ThreadData(int fd,const std::string&ip,const uint16_t &port,TcpServer*ts)//構(gòu)造
        :sock(fd),clientip(ip),clientport(port),current(ts)
        {}
      public:
       int sock;//套接字
       std::string clientip;//客戶端IP
       uint16_t clientport;//客戶端端口號
       TcpServer*current;
    };
    
   class TcpServer
   {
    public:
    TcpServer(func_t func,uint16_t port=defaultport)
    :func_(func),port_(port),quit_(true)//表示默認啟動
    {}
    void initServer()//初始化
    {
        //1.創(chuàng)建socket
        listensock_=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
        if(listensock_<0)//創(chuàng)建失敗
        {
            std::cout<<" create socket errno"<<std::endl;
            exit(SOCKET_ERR);//終止程序
        }
        //2. bind 綁定
        struct sockaddr_in local;//網(wǎng)絡通信類型
        //清空
        memset(&local,'\0',sizeof(local));
        local.sin_family=AF_INET;//網(wǎng)絡通信
        //htons 主機轉(zhuǎn)網(wǎng)絡
        local.sin_port=htons(port_);//端口號
        local.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY ; //IP地址

        if(bind(listensock_,(struct sockaddr*)&local,sizeof(local))<0)
        //失敗返回-1
        {
           std::cout<<" bind socket errno"<<std::endl;
            exit(BIND_ERR);//終止程序
        }

        // 3.監(jiān)聽
        if(listen(listensock_,backlog)<0)
        {
            //監(jiān)聽失敗返回-1
             std::cout<<" listen socket errno"<<std::endl;
            exit(LISTEN_ERR);//終止程序
        }
       
    }
    void start()//啟動
    { 
      quit_=false;//服務器沒有啟動
      while(!quit_)
      {
        //4.獲取連接,accept
        struct sockaddr_in client;//網(wǎng)絡通信類型
        socklen_t len=sizeof(client);//結(jié)構(gòu)體大小
        int sock=accept(listensock_,(struct sockaddr*)&client,&len);    
        if(sock<0)
        {
            //獲取失敗
            std::cout<<" accept  errno"<<std::endl;
            continue;//繼續(xù)執(zhí)行
        }
        //提取客戶端信息
        std::string clientip=inet_ntoa(client.sin_addr);//客戶端ip
        uint16_t clientport=ntohs(client.sin_port);//客戶端端口號
        //5.獲取新連接成功,開始進行業(yè)務處理
        std::cout<<"獲取新連接成功: "<<sock<<"from "<<listensock_<<std::endl; 
        //service(sock);//多線程版本沒有調(diào)用函數(shù)

       //多線程版本
         pthread_t tid;
         ThreadData*td=new ThreadData(sock,clientip,clientport,this);
         pthread_create(&tid,nullptr,threadRoutine,td);
      }
    }
   static void *threadRoutine(void*args)
    {   
        pthread_detach(pthread_self());//線程分離
        ThreadData*td=(ThreadData*)args;
        td->current->service(td->sock);
        delete td;
        return nullptr;
    }
    void service(int sock)
    {
        char buffer[1024];
        while(true)
        {
            //將sock中的數(shù)據(jù)讀取到buffer中
            ssize_t s=read(sock,buffer,sizeof(buffer)-1);
             if(s>0)
             {
                //讀取成功
                buffer[s]=0;
                //使用func 進行回調(diào)
                std::string res=func_(buffer);
                std::cout<<res<<std::endl;
                //將res中的數(shù)據(jù)寫給sock中
                write(sock,res.c_str(),res.size());

             }
             else if(s==0)
             {
                //說明對方將連接關閉了
                close(sock);
                std::cout<<"client quit,me too"<<std::endl;
                break; 
             }
             else 
             {
                //讀取失敗返回-1
                std::cout<<"read errno"<<strerror(errno)<<std::endl;
                break;
             }
        } 
    }
    ~TcpServer()
    {}
      private:
      func_t func_;//函數(shù)類型
      int listensock_;//監(jiān)聽套接字 
      bool quit_;//表示服務器是否啟動
      uint16_t port_;//端口號
   };
}

tcpServer.cc( 服務端 主函數(shù)實現(xiàn))

#include"tcpServer.hpp"
#include<memory>//智能指針
using namespace std;
using namespace yzq;

static void usage(string proc)
{
    std::cout<<"usage:\n\t"<<proc<<"port\n"<<std::endl;
}

std::string echo(const std::string&message)
{
    return message;
}
// ./tcp_server port
int main(int argc,char*argv[])
{
    //輸入兩個參數(shù) 所以不等于2
    if(argc!=2)
    {
       usage(argv[0]);
       exit(USAGE_ERR);//終止程序
    }
    //將輸入的端口號 轉(zhuǎn)化為整數(shù) 
    uint16_t port=atoi(argv[1]);
   unique_ptr<TcpServer>tsvr(new TcpServer(echo,port));
   tsvr->initServer();//服務器初始化
   tsvr->start();//啟動
    return 0;
}

tcpClient.cc(客戶端 不封裝)

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>          
#include <sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>
#include"err.hpp"
using namespace std;

static void usage(string proc)
{
    std::cout<<"usage:\n\t"<<proc<<"port\n"<<std::endl;
}

//./tcp_client  serverip serverport
int main(int argc,char*argv[])
{
   if(argc!=3)
   {
       usage(argv[0]);
       exit(USAGE_ERR);//終止程序
   }
   std::string serverip=argv[1];//IP地址
   uint16_t serverport=atoi(argv[2]);//端口號
   
   //1.創(chuàng)建套接字
   int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(sock<0)
    {
      //創(chuàng)建失敗
      cout<<"socket errnr:"<<strerror(errno)<<endl;
      exit(SOCKET_ERR);//終止程序
    }

    //2.發(fā)起鏈接
    struct sockaddr_in server;
    memset(&server,0,sizeof(server));//清空
    server.sin_family=AF_INET;//網(wǎng)絡通信類型
    //htons 主機序列轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡序列
    server.sin_port=htons(serverport);//網(wǎng)絡端口號
    inet_aton(serverip.c_str(),&server.sin_addr);//網(wǎng)絡IP地址

    int cnt=5;//重連次數(shù)
    while(connect(sock,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server))!=0)
    {
      //不等于0則鏈接失敗
      sleep(1);
      cout<<"正在嘗試重連,重連次數(shù)還有:"<<cnt--<<endl;
      if(cnt<=0)
      {
        //沒有重連次數(shù)
        break;
      }
    }
    if(cnt<=0)
    {
        //鏈接失敗
        cout<<"鏈接失敗.."<<endl;
        exit(SOCKET_ERR);//終止程序
    }

    char buffer[1024];
    //3.鏈接成功
    while(true)
    {
        string line;
        cout<<"enter>>";
        getline(cin,line);//從cin中獲取內(nèi)容 寫入line中
        write(sock,line.c_str(),line.size());//將line中的內(nèi)容寫入到sock文件描述符中   
        ssize_t s=read(sock,buffer,sizeof(buffer)-1);
        if(s>0)
        {
            buffer[s]=0;
            cout<<"server echo"<<buffer<<endl;
        }
        else if(s==0)
        {
            cout<<"server quit"<<endl;
            break;
        }
        else 
        {
            cout<<"read errno"<<strerror(errno)<<endl;
            break;
        }
    }
    close(sock);
    return 0;
}

到了這里，關于【網(wǎng)絡通信】socket編程——TCP套接字的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！