一、TCP服务器的实现(理论)
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);
-domain: 指定通信域（通信地址族）;
-type: 指定套接字类型;
-protocol: 指定协议;
套接字类型与协议
-type: 指定套接字类型
TCP唯一对应流式套接字，所以选择SOCK_STREAM(数据报套接字：SOCK_DGRAM)
-protocol: 指定协议
流式套接字唯一对应TCP，所以无需要指定协议，设为0即可
bind函数与通信结构体
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
-sockfd:socket函数生成的套接字
-addr:通信结构体
-addrlen:通信结构体的长度
IPv4地址族结构体
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; /* 地址族: AF_INET */
in_port_t sin_port; /* 网络字节序的端口号 */
struct in_addr sin_addr; /*IP地址结构体 */
};
/* IP地址结构体 */
struct in_addr {
uint32_t s_addr; /* 网络字节序的IP地址 */
};
二、实现代码
优化前
服务端
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#define PORT 5001
#define BACKLOG 5
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd, newfd;
char buf[BUFSIZ] = {}; //BUFSIZ 8142
struct sockaddr_in addr;
/*创建套接字*/
fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(fd < 0){
perror("socket");
exit(0);
}
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(PORT);
addr.sin_addr.s_addr = 0;
/*绑定通信结构体*/
if(bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){
perror("bind");
exit(0);
}
/*设置套接字为监听模式*/
if(listen(fd, BACKLOG) == -1){
perror("listen");
exit(0);
}
/*接受客户端的连接请求，生成新的用于和客户端通信的套接字*/
newfd = accept(fd, NULL, NULL);
if(newfd < 0){
perror("accept");
exit(0);
}
printf("BUFSIZ = %d\n", BUFSIZ);
read(newfd, buf, BUFSIZ);
printf("buf = %s\n", buf);
close(fd);
return 0;
}
客户端
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#define PORT 5001
#define BACKLOG 5
#define STR "Hello World!"
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
struct sockaddr_in addr;
/*创建套接字*/
fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(fd < 0){
perror("socket");
exit(0);
}
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(PORT);
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
/*向服务端发起连接请求*/
if(connect(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){
perror("connect");
exit(0);
}
write(fd, STR, sizeof(STR) );
printf("STR = %s\n", STR);
close(fd);
return 0;
}
优化后
服务端
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define BACKLOG 5 //BACKLOG为5，表示服务器端可以排队的最大客户端连接数
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd, newfd, ret;
char buf[BUFSIZ] = {}; //BUFSIZ 8142 用于存储从客户端读取的数据
struct sockaddr_in addr; //存储服务器的地址信息
if(argc < 3){ //检查命令行参数的数量是否小于3，如果是，则打印错误信息并退出程序。这是因为服务器需要两个命令行参数：服务器的IP地址和端口号。
fprintf(stderr, "%s<addr><port>\n", argv[0]);
exit(0);
}
/*创建套接字*/
fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //创建一个新的套接字
if(fd < 0){ //AF_INET表示使用IPv4协议，SOCK_STREAM表示使用TCP协议
perror("socket");
exit(0);
}
addr.sin_family = AF_INET; //使用IPv4协议
addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) ); //将命令行参数中的端口号转换为整数，并使用htons函数将其转换为网络字节序，然后设置到addr结构体中的sin_port字段。
if ( inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) { //将命令行参数中的IP地址转换为网络字节序并设置到addr结构体中的sin_addr字段。如果转换失败，则打印错误信息并退出程序。
fprintf(stderr, "Invalid address\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/*绑定通信结构体*/
if(bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){ //调用bind函数将套接字fd绑定到地址信息addr
perror("bind");
exit(0);
}
/*设置套接字为监听模式*/
if(listen(fd, BACKLOG) == -1){ //用listen函数将套接字fd设置为监听模式，并设置最大客户端连接数为BACKLOG
perror("listen");
exit(0);
}
/*接受客户端的连接请求，生成新的用于和客户端通信的套接字*/
newfd = accept(fd, NULL, NULL); //调用accept函数接受客户端的连接请求，并返回一个新的套接字描述符newfd用于和客户端通信
if(newfd < 0){
perror("accept");
exit(0);
}
while(1){
memset(buf, 0, BUFSIZ); //调用memset函数将buf数组中的所有元素都设置为0
ret = read(newfd, buf, BUFSIZ); //调用read函数从客户端套接字newfd读取数据，并将数据存储到buf数组中。read函数返回读取到的字节数，并将其存储到ret变量中
if(ret < 0) //如果read函数返回值小于0，表示读取数据失败
{
perror("read");
exit(0);
}
else if(ret == 0) //如果read函数返回值等于0，表示客户端已经关闭了连接
break;
else
printf("buf = %s\n", buf);
}
close(newfd); //关闭客户端套接字和服务器套接字
close(fd);
return 0;
}
客户端
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define BACKLOG 5
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
struct sockaddr_in addr;
char buf[BUFSIZ] = {};
if(argc < 3){
fprintf(stderr, "%s<addr><port>\n", argv[0]);
exit(0);
}
/*创建套接字*/
fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(fd < 0){
perror("socket");
exit(0);
}
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons( atoi(argv[2]) );
if ( inet_aton(argv[1], &addr.sin_addr) == 0) {
fprintf(stderr, "Invalid address\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
/*向服务端发起连接请求*/
if(connect(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr) ) == -1){ //调用connect函数向服务器发起连接请求
perror("connect");
exit(0);
}
while(1){
printf("Input->");
fgets(buf, BUFSIZ, stdin); //调用fgets函数从标准输入读取一行数据，并将其存储到buf数组中。
write(fd, buf, strlen(buf) ); //调用write函数将buf数组中的数据发送给服务器。
}
close(fd);
return 0;
}
makefile
CC=gcc
CFLAGS=-Wall
all:client serverclean:
rm client server
