TCP客户端服务器编程模型

1.客户端调用序列

客户端编程序列如下：

1. 调用socket函数创建套接字
2. 调用connect连接服务器端
3. 调用I/O函数（read/write）与服务器端通讯
4. 调用close关闭套接字

2.服务器端调用序列

服务端的编程序列如下：

1. 调用socket函数创建套接字
2. 调用bind绑定本地地址和端口
3. 调用listen启动监听
4. 调用accept从已连接队列中提取客户端连接
5. 调用I/O函数（read/write）与客户端通讯
6. 调用close函数关闭套接字

3.常用函数

3.1.套接字与地址绑定函数

（1）绑定地址

#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);

返回：成功返回0，出错返回-1

特殊bind地址介绍

一个主机可以有多个网络接口和多个IP地址，如果我们只关心某个地址的连接请求，我们可以指定一个具体的本地IP地址，如果要响应所有接口上的连接请求就要使用一个特殊的地址INADDR_ANY

#define INADDR_ANY (uint32_t)0x00000000

监听所有服务器上IP得到的连接请求：

struct sockaddr_in servaddr;
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

3.2.查找绑定到套接字的地址

#include <sys/socket.h>
int getsockname(int sockfd, struct sockaddr *restrict_addr, socklen_t *restrict_alenp);

返回：成功返回0，出错返回-1

3.3.获取对方地址

int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *restrict_addr, socklen_t *restrict_alenp);

返回：成功返回0，出错返回-1

3.4.服务器端建立连接

#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);

返回：成功返回0，出错返回-1。

backlog指定进行客户端连接排队的队列长度。

int accept(int sockfd, struct sockaddr *restrict_addr, socklen_t *restrict_len);

返回：成功返回一个新的sockfd（客户端的）。

3.5.客户端请求连接

#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t len);

返回：成功返回0，出错返回-1

3.6.IO操作函数

read和write函数默认都是阻塞性的读写函数。此时需要考虑服务器的并发处理。

4.服务器端并发性处理

4.1.多进程模型

弊端：进程占用系统资源，当子进程过多将占用过多的系统资源，难以处理大并发的场景。

4.2.多线程模型

以分离状态去启动子线程，子线程运行完后自动释放空间。