基于TCP的socket通信过程及例子

Socket也叫套接字，用来实现网络通讯，通过调用系统提供的API，可以和远程的机子传输数据。Socket有很多种协议，而这篇文章主要讨论TCP部分的内容，也就是说后面说的内容主要是指TCP Socket。

Socket 通信的一般过程：

阻塞socket（同步socket）

进程或线程执行到某些socket函数时必须等待该socket事件的发生，如果该事件没有发生，socket函数不能立即返回，进程或线程被阻塞。

特点：使用简单，适合一对一的应答场合，在服务端很少使用，或配合多线程使用

函数	返回值说明	阻塞情况
accept()	返回新的连接socket句柄。	缓冲区队列没有新的等待连接
connect()	返回-1说明连接失败，其他正常。	连接过程阻塞。
recv()	返回值小于1代表接收失败，其他代表接收数据的长度。	发送缓冲区有数据等待发送完成，或接收缓冲区没数据时阻塞。
send()	返回-1代表发送失败，其他为发送数据的长度	发送缓冲区没有足够空间保存此次发送数据时阻塞

非阻塞socket（异步socket）

进程或线程执行socket函数时不必非要等待该socket事件的发生，一旦执行立即返回。根据返回值的不同可以判断函数的执行情况，如果事件发生则与阻塞方式相同，若事件没有发生则返回一个代码来告知事件未发生，而进程或线程可以不被阻塞，继续执行。

特点：函数执行立即返回，不会阻断进程，性能比阻塞高，适合在主线程直接调用，不会造成主线程卡顿现象

因为socket默认是阻塞的，所以要设置非阻塞模式：

#ifdef WIN32 
	DWORD nMode = 1; 
	ioctlsocket(m_sock, FIONBIO, &nMode);
#else
	int r = fcntl(fd, F_GETFL, 0));
	fcntl(fd, F_SETFL, r|O_NONBLOCK);
#endif

TCP与UDP 的区别

	协议说明	socket创建
TCP	传输控制协议，可靠的连接服务。双方先建立连接再传输数据。提供超时重发，数据检验，流量控制等机制，保证数据发送无误。	socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)
UDP	用户数据报协议，不可靠的连接服务。没有建立连接就可以发送数据，没有超时重发机制，传输速度很快。	socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)

Socket例子

下面以一个简单例子来说明服务端与客户端的交互过程

服务端 server.cpp

#include <stdio.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#define PORT 8080

int main()
{
	//初始化winsock服务
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);

	//创建socket
	SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

	struct sockaddr_in svraddr;
	svraddr.sin_family = AF_INET;
	svraddr.sin_port = htons(PORT);
	svraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

	//绑定socket
	bind(sock, (struct sockaddr*)&svraddr, sizeof(svraddr));

	//监听socket
	listen(sock, 5);

	while(1)
	{
		struct sockaddr_in addr;
		int len = sizeof(SOCKADDR);

		char buf[1024] = {0};

		//接受客户端连接
		SOCKET client = accept(sock, (struct sockaddr*)&addr, &len);

		char* ip = inet_ntoa(addr.sin_addr);
		printf("accept client: %s\r\n", ip);

		//接收客户端数据
		if(recv(client, buf, 1024, 0) >0)
		{
			printf("recv client: %s\r\n", buf);

			//向客户端发送数据
			send(client, "hello, client", strlen("hello, client"), 0);
		}
		closesocket(client);
	}

	//关闭socket
	closesocket(sock);

	//关闭winsock服务
	WSACleanup();

	return 0;
}

客户端 client.cpp

#include <stdio.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

#define REMOTE_IP "127.0.0.1"
#define REMOTE_PORT 8080

int main()
{
	//初始化winsock服务
	WSADATA wsaData;
	WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);

	//创建socket
	SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

	struct sockaddr_in svraddr;
	svraddr.sin_family = AF_INET;
	svraddr.sin_port = htons(REMOTE_PORT);
	svraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(REMOTE_IP);

	//连接socket
	if( connect(sock, (struct sockaddr*)&svraddr, sizeof(svraddr)) != -1)
	{
		//发送数据给服务端
		if(send(sock, "hello, server", strlen("hello, server"), 0) != -1)
		{
			//接收服务端数据
			char buf[1024] = {0};
			if(recv(sock, buf, 1024, 0) >0)
			{
				printf("recv server: %s\r\n", buf);
			}
			
		}
	}
	else
	{
		printf("can not connect server\r\n");
	}

	//关闭socket
	closesocket(sock);

	//关闭winsock服务
	WSACleanup();
	getchar();
	return 0;
}