• TCP/IP Socket


    Socket 服务器端搭建

    #ifndef UNICODE
    #define UNICODE
    #endif
    
    #include <winsock2.h>
    #include <stdio.h>
    #include <windows.h>
    
    // Need to link with Ws2_32.lib
    #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
    
    int wmain(void)
    {
    
        //----------------------
        // Initialize Winsock.
        WSADATA wsaData;
        int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
        if (iResult != NO_ERROR) {
            wprintf(L"WSAStartup failed with error: %ld
    ", iResult);
            return 1;
        }
        //----------------------
        // Create a SOCKET for listening for
        // incoming connection requests.
        SOCKET ListenSocket;
        ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
        if (ListenSocket == INVALID_SOCKET) {
            wprintf(L"socket failed with error: %ld
    ", WSAGetLastError());
            WSACleanup();
            return 1;
        }
        //----------------------
        // The sockaddr_in structure specifies the address family,
        // IP address, and port for the socket that is being bound.
        sockaddr_in service;
        service.sin_family = AF_INET;
        service.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
        service.sin_port = htons(27015);
    
        if (bind(ListenSocket,
                 (SOCKADDR *) & service, sizeof (service)) == SOCKET_ERROR) {
            wprintf(L"bind failed with error: %ld
    ", WSAGetLastError());
            closesocket(ListenSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
        }
        //----------------------
        // Listen for incoming connection requests.
        // on the created socket
        if (listen(ListenSocket, 1) == SOCKET_ERROR) {
            wprintf(L"listen failed with error: %ld
    ", WSAGetLastError());
            closesocket(ListenSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
        }
        //----------------------
        // Create a SOCKET for accepting incoming requests.
        SOCKET AcceptSocket;
        wprintf(L"Waiting for client to connect...
    ");
    
        //----------------------
        // Accept the connection.
        AcceptSocket = accept(ListenSocket, NULL, NULL);
        if (AcceptSocket == INVALID_SOCKET) {
            wprintf(L"accept failed with error: %ld
    ", WSAGetLastError());
            closesocket(ListenSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
        } else
            wprintf(L"Client connected.
    ");
    
        // No longer need server socket
        closesocket(ListenSocket);
    
        WSACleanup();
        return 0;
    }

    Socket 客户端搭建

    #ifndef UNICODE
    #define UNICODE
    #endif
    
    #define WIN32_LEAN_AND_MEAN
    
    #include <winsock2.h>
    #include <Ws2tcpip.h>
    #include <stdio.h>
    
    // Link with ws2_32.lib
    #pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
    
    #define DEFAULT_BUFLEN 512
    #define DEFAULT_PORT 27015
    
    int main() {
    
        //----------------------
        // Declare and initialize variables.
        int iResult;
        WSADATA wsaData;
    
        SOCKET ConnectSocket = INVALID_SOCKET;
        struct sockaddr_in clientService; 
    
        int recvbuflen = DEFAULT_BUFLEN;
        char *sendbuf = "Client: sending data test";
        char recvbuf[DEFAULT_BUFLEN] = "";
    
        //----------------------
        // Initialize Winsock
        iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
        if (iResult != NO_ERROR) {
            wprintf(L"WSAStartup failed with error: %d
    ", iResult);
            return 1;
        }
    
        //----------------------
        // Create a SOCKET for connecting to server
        ConnectSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
        if (ConnectSocket == INVALID_SOCKET) {
            wprintf(L"socket failed with error: %ld
    ", WSAGetLastError());
            WSACleanup();
            return 1;
        }
    
        //----------------------
        // The sockaddr_in structure specifies the address family,
        // IP address, and port of the server to be connected to.
        clientService.sin_family = AF_INET;
        clientService.sin_addr.s_addr = inet_addr( "127.0.0.1" );
        clientService.sin_port = htons( DEFAULT_PORT );
    
        //----------------------
        // Connect to server.
        iResult = connect( ConnectSocket, (SOCKADDR*) &clientService, sizeof(clientService) );
        if (iResult == SOCKET_ERROR) {
            wprintf(L"connect failed with error: %d
    ", WSAGetLastError() );
            closesocket(ConnectSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
      }
    
        //----------------------
        // Send an initial buffer
        iResult = send( ConnectSocket, sendbuf, (int)strlen(sendbuf), 0 );
        if (iResult == SOCKET_ERROR) {
            wprintf(L"send failed with error: %d
    ", WSAGetLastError());
            closesocket(ConnectSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
        }
    
        printf("Bytes Sent: %d
    ", iResult);
    
        // shutdown the connection since no more data will be sent
        iResult = shutdown(ConnectSocket, SD_SEND);
        if (iResult == SOCKET_ERROR) {
            wprintf(L"shutdown failed with error: %d
    ", WSAGetLastError());
            closesocket(ConnectSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
        }
    
        // Receive until the peer closes the connection
        do {
    
            iResult = recv(ConnectSocket, recvbuf, recvbuflen, 0);
            if ( iResult > 0 )
                wprintf(L"Bytes received: %d
    ", iResult);
            else if ( iResult == 0 )
                wprintf(L"Connection closed
    ");
            else
                wprintf(L"recv failed with error: %d
    ", WSAGetLastError());
    
        } while( iResult > 0 );
    
    
        // close the socket
        iResult = closesocket(ConnectSocket);
        if (iResult == SOCKET_ERROR) {
            wprintf(L"close failed with error: %d
    ", WSAGetLastError());
            WSACleanup();
            return 1;
        }
    
        WSACleanup();
        return 0;
    }

    送信:send

    int send(_In_ SOCKET s, _In_ const char *buf,_In_ int len,_In_ int flags);
    如果没有错误发生, 发送返回的总字节数发送的,它可以是小于要求的要发送的数LEN参数。否则,返回SOCKET_ERROR的值,和一个特定的错误码可通过调用检索WSAGetLastError。

    收信:recv

    int recv(_In_ SOCKET s,_Out_ char *buf,_In_ int len,_In_ int flags);
    如果没有错误发生, recv的返回接收的字节数和指向的缓冲区的BUF参数将包含接收到的该数据。如果连接已正常关闭,返回的值是零。
    否则,返回SOCKET_ERROR的值,和一个特定的错误码可通过调用检索 于WSAGetLastError。

     select()的机制中提供一个fd_set的数据结构,实际上是一个long类型的数组,每一个数组元素都能与一打开的文件句柄(不管是Socket句柄,还是其他文件或命名管道或设备句柄)建立联系,建立联系的工作由程序员完成,当调用select()时,由内核根据IO状态修改fd_set的内容,由此来通知执行了select()的进程哪个Socket或文件可读。


    select函数
    int select(int maxfdp, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);


    ndfs:select监视的文件句柄数。
    readfds:select监视的可读文件句柄集合。  
    writefds: select监视的可写文件句柄集合。  
    exceptfds:select监视的异常文件句柄集合。  
    timeout:本次select()的超时结束时间。1s = 1000000us即 1s = 10^6us

    select函数参数详细说明
    2.1ndfs
    select监视的文件句柄数,视进程中打开的文件数而定,一般设为你要监视各文件中的最大文件号加1,可以容纳的文件描述符的最大数目由常量FD_SETSIZE指定。 
    2.2 fd_set *readfds
    是指向fd_set结构的指针,这个集合中应该包括文件描述符,我们是要监视这些文件描述符的读变化的,即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了,如果这个集合中有一个文件可读,select就会返回一个大于0的值,表示有文件可读,如果没有可读的文件,则根据timeout参数再判断是否超时,若超出timeout的时间,select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值,表示不关心任何文件的读变化。
    2.3 fd_set *writefds
    同上类似,用来监视文件是否可写。
    2.4 fd_set *errorfds
    同上类似,用来监视文件错误异常。
    2.5 struct timeval* timeout
    用来代表时间值,有两个成员,一个是秒数,另一个是毫秒数。它是select的超时时间,这个参数至关重要,它可以使select处于三种状态:
             1,若将NULL以形参传入,即不传入时间结构,就是将select置于阻塞状态,一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止;
             2,若将时间值设为0秒0毫秒,就变成一个纯粹的非阻塞函数,不管文件描述符是否有变化,都立刻返回继续执行,文件无变化返回0,有变化返回一个正值;
             3,timeout的值大于0,这就是等待的超时时间,即 select在timeout时间内阻塞,超时时间之内有事件到来就返回了,否则在超时后不管怎样一定返回,返回值同上述。
    注:如果超时,则所有的描述符都将被清空,所以,最好每次while(1)循环内都FD_SET()。

    与select函数相关的几个宏
    FD_ZERO(fd_set *fdset):清空fdset与所有文件句柄的联系。  
    FD_SET(int fd, fd_set *fdset):建立文件句柄fd与fdset的联系。  
    FD_CLR(int fd, fd_set *fdset):清除文件句柄fd与fdset的联系。  
    FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset):检查fdset联系的文件句柄fd是否可读写,当>0表示可读写。

    struct fd_set可以理解为一个集合,这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor),即文件句柄,这可以是我们所说的普通意义的文件,当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式,全部包括在内,所以毫无疑问一个socket就是一个文件,socket句柄就是一个文件描述符。

    select函数返回值
    负值:select错误,见ERRORS。
    正值:某些文件可读写或出错
    0:等待超时,没有可读写或错误的文件
    ERRORS(负值):
    EBADF     An invalid file descriptor was given in one of the sets. (Per-haps a file descriptor that was already closed, or one on which an error has occurred.):设置了一个非法的文件描述符。
    EINTR      A signal was caught:捕捉到了一个信号,我就碰到过定时器发送的信号而返回失败。
    EINVAL    nfds is negative or the value contained within timeout is invalid:文件句柄数不合法或在超时时间内不合法。
    ENOMEM  unable to allocate memory for internal tables:为内表分配内存失败

    int main(void)
    {
       int sock;
       struct fd_set fdreads, fdwrites, fdexcepts;
       struct timeval timeout;
       char buffer[256]={0};
       //创建套接字,返回值为sock.
       …………
     
       while(1)
       {
               //每次循环都要清空集合,否则不能检测描述符变化(超时情况下)
              FD_ZERO(&fdreads);
               FD_ZERO(&fdwrites);
                FD_ZERO(&fdexcepts);
     
                //添加描述符       
                FD_SET(sock, & fdreads);
                FD_SET(sock, & fdwrites);
                FD_SET(sock, & fdexcepts);
                 
                //超时设置为1s
                 timeout.tv_sec = 1;
                 timeout.tv_usec = 0;
     
               switch(select(sock+1, & fdreads, & fdwrites, &fdexcepts, &timeout) )
              {
                  case -1://select错误,退出
                               perror(“select err”);
                               goto _out;
                    case 0: //select超时,再次轮询
                               printf(“time out !
    ”);
                               break;
                   default:
                            //测试sock是否可读、可写或者fdexcepts异常,可写3个FD_ISSET函数
                          if(FD_ISSET(sock, &fds))
                          {
                              send/recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0); //或者错误处理fdexcepts
                          }
               }
         }
     
    _out:
       //清除描述符       
       FD_CLR(sock, & fdreads);
       FD_CLR(sock, & fdwrites);
       FD_CLR(sock, & fdexcepts);
       close(sock);
       return -1;
    }
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