• 腾讯微博停止运营:其背后的聊天程序竟然是C语言写出来的


    9月4日,腾讯微博团队发布消息宣布,从9月28日23点59分起,腾讯微博将停止运营,届时用户将无法登录。此消息一出,不仅立即在微信朋友圈刷屏,还成功地在其曾经的对手——新浪微博上刷了一波热搜。

    我看到这个消息时,不禁感到惊讶:什么?腾讯微博还在运营?我分明记得在2014年时,腾讯微博团队都已经解散了,真没想到在这之后它竟然还支撑了这么久!虽然今日破败至此,但遥想当年,腾讯微博也是阔过的。腾讯为了对其注入流量,用QQ对其进行导流。在你注册QQ账号时,也就自动开通了微博账号,因此腾讯所坐拥巨大流量。这种在线的个人日记让每一个人都有机会在网上自由地表达自己的观点,十分受人欢迎。

    在很多的评论中,人们都习惯于把QQ、微信和微博都笼统地称为社交软件。然而,我认为它们也算是一种聊天交流的工具,不过,我们怎么用C语言制作一个简单的聊天程序呢?

    首先我们从TCP/IP协议开始介绍。

    TCP/IP协议介绍

            TCP/IP协议包含的范围非常的广,它是一种四层协议,包含了各种硬件、软件需求的定义。TCP/IP协议确切的说法应该是TCP/UDP/IP协议。UDP协议(User Datagram Protocol 用户数据报协议),是一种保护消息边界的,不保障可靠数据的传输。TCP协议(Transmission Control Protocol 传输控制协议),是一种流传输的协议。他提供可靠的、有序的、双向的、面向连接的传输。

            保护消息边界,就是指传输协议把数据当作一条独立的消息在网上传输,接收端只能接收独立的消息。也就是说存在保护消息边界,接收端一次只能接收发送端发出的一个数据包。

            而面向流则是指无保护消息边界的,如果发送端连续发送数据,接收端有可能在一次接收动作中,会接收两个或者更多的数据包。

            举例来说,假如,我们连续发送三个数据包,大小分别是2k、4k、8k,这三个数据包都已经到达了接收端的网络堆栈中,如果使用UDP协议,不管我们使用多大的接收缓冲区去接收数据,我们必须有三次接收动作,才能够把所有的数据包接收完。而使用TCP协议,我们只要把接收的缓冲区大小设置在14k以上,我们就能够一次把所有的数据包接收下来,只需要有一次接收动作。

            这就是因为UDP协议的保护消息边界使得每一个消息都是独立的。而流传输,却把数据当作一串数据流,它不认为数据是一个一个的消息。所以有很多人在使用TCP协议通讯的时候,并不清楚TCP是基于流的传输,当连续发送数据的时候,他们时常会认为TCP会丢包。其实不然,因为当它们使用的缓冲区足够大时,它们有可能会一次接收到两个甚至更多的数据包,而很多人往往会忽视这一点,只解析检查了第一个数据包,而已经接收的其它据包却被忽略了。

    TCP/IP协议与WinSock网络编程接口的关系

            WinSock 并不是一种网络协议,它只是一个网络编程接口,也就是说,它不是协议,但是它可以访问很多种网络协议,你可以把它当作一些协议的封装。现在的 WinSock已经基本上实现了与协议无关。你可以使用WinSock来调用多种协议的功能。那么,WinSock和TCP/IP协议到底是什么关系呢?实际上,WinSock就是TCP/IP协议的一种封装,你可以通过调用WinSock的接口函数来调用TCP/IP的各种功能.例如我想用TCP/IP 协议发送数据,你就可以使用WinSock的接口函数Send()来调用TCP/IP的发送数据功能,至于具体怎么发送数据,WinSock已经帮你封装好了这种功能。

    WinSock编程简单流程

            WinSock编程分为服务器端和客户端两部分,TCP服务器端的大体流程如下:

            对于任何基于WinSock的编程首先必须要初始化WinSock DLL库。

    int WSAStarup( WORD wVersionRequested,LPWSADATA lpWsAData )。

            wVersionRequested是我们要求使用的WinSock的版本。

            调用这个接口函数可以初始化WinSock 。

            然后必须创建一个套接字(Socket)。

    SOCKET Socket(int af,int type,int protocol);

            套接字可以说是WinSock通讯的核心。WinSock通讯的所有数据传输,都是通过套接字来完成的,套接字包含了两个信息,一个是IP地址,一个是Port端口号,使用这两个信息,就可以确定网络中的任何一个通讯节点。

            当调用了Socket()接口函数创建了一个套接字后,必须把套接字与你需要进行通讯的地址建立联系,可以通过绑定函数bind来实现这种联系。

    int bind(SOCKET s,const struct sockaddr FAR* name,int namelen) ;

    struct sockaddr_in{

        short sin_family ;

        u_short sin_port;

        struct in_addr sin_addr ;

        char sin_sero[8] ;

    }

            就包含了需要建立连接的本地的地址,包括地址族、IP和端口信息。sin_family字段必须把它设为AF_INET,这是告诉WinSock使用的是IP地址族。sin_port就是要用来通讯的端口号。sin_addr就是要用来通讯的IP地址信息。

            在这里,必须还得提一下有关'大头(big-endian)'小头(little-endian)'。因为各种不同的计算机处理数据时的方法是不一样的,Intel X86处理器上是用'小头'形式来表示多字节的编号,就是把低字节放在前面,把高字节放在后面,而互联网标准却正好相反,所以,必须把主机字节转换成网络字节的顺序。WinSock API提供了几个函数。

            把主机字节转化成网络字节的函数;

    u_long htonl(u_long hostlong);

    u_short htons(u_short hostshort);

            把网络字节转化成主机字节的函数;

    u_long ntohl(u_long netlong);

    u_short ntohs(u_short netshort) ;

            这样,设置IP地址和port端口时,就必须把主机字节转化成网络字节后,才能用Bind()函数来绑定套接字和地址。

            当绑定完成之后,服务器端必须建立一个监听的队列来接收客户端的连接请求。

    int listen(SOCKET s,int backlog);

            这个函数可以把套接字转成监听模式。

            如果客户端有了连接请求,我们还必须使用

    int accept(SOCKET s,struct sockaddr FAR* addr,int FAR* addrlen);

            来接受客户端的请求。

            现在基本上已经完成了一个服务器的建立,而客户端的建立的流程则是初始化WinSock,然后创建Socket套接字,再使用

    int connect(SOCKET s,const struct sockaddr FAR* name,int namelen) ;

            来连接服务端。

            下面是一个最简单的创建服务器端和客户端的例子:

            服务器端的创建:

    WSADATA wsd;

    SOCKET sListen;

    SOCKET sclient;

    UINT port = 800;

    int iAddrSize;

    struct sockaddr_in local , client;

    WSAStartup( 0x11 , &wsd );

    sListen = Socket ( AF_INET , SOCK_STREAM , IPPOTO_IP );

    local.sin_family = AF_INET;

    local.sin_addr = htonl( INADDR_ANY );

    local.sin_port = htons( port );

    bind( sListen , (struct sockaddr*)&local , sizeof( local ) );

    listen( sListen , 5 );

    sClient = accept( sListen , (struct sockaddr*)&client , &iAddrSize );

            客户端的创建:

    WSADATA wsd;

    SOCKET sClient;

    UINT port = 800;

    char szIp[] = "127.0.0.1";

    int iAddrSize;

    struct sockaddr_in server;

    WSAStartup( 0x11 , &wsd );

    sClient = Socket ( AF_INET , SOCK_STREAM , IPPOTO_IP );

    server.sin_family = AF_INET;

    server.sin_addr = inet_addr( szIp );

    server.sin_port = htons( port );

    connect( sClient , (struct sockaddr*)&server , sizeof( server ) );

            当服务器端和客户端建立连接以后,无论是客户端,还是服务器端都可以使用

    int send( SOCKET s,const char FAR* buf,int len,int flags);

    int recv( SOCKET s,char FAR* buf,int len,int flags);

            函数来接收和发送数据,因为,TCP连接是双向的。

            当要关闭通讯连接的时候,任何一方都可以调用

    int shutdown(SOCKET s,int how);

            来关闭套接字的指定功能,再调用

    int closeSocket(SOCKET s) ;

            来关闭套接字句柄,这样一个通讯过程就算完成了。

            可以参考教材计算机网络(第6版)295页图6-32所示的系统调用使用顺序:


     

            注意:上面的代码没有任何检查函数返回值,如果你做网络编程就一定要检查任何一个WinSock API函数的调用结果,因为很多时候函数调用并不一定成功。上面介绍的函数,返回值类型是int的话,如果函数调用失败的话,返回的都是SOCKET_ERROR。

    VC中socket编程

    ·服务器实现

            服务器端编程的步骤:

            1:加载套接字库,创建套接字(WSAStartup()/socket());

            2:绑定套接字到一个IP地址和一个端口上(bind());

            3:将套接字设置为监听模式等待连接请求(listen());

            4:请求到来后,接受连接请求,返回一个新的对应于此次连接的套接字(accept());

            5:用返回的套接字和客户端进行通信(send()/recv());

            6:返回,等待另一连接请求;

            7:关闭套接字,关闭加载的套接字库(closesocket()/WSACleanup())。

            服务器端代码如下:

    #include <stdio.h>

    #include <Winsock2.h>

    void main()

    {

    WORD wVersionRequested;

    WSADATA wsaData;

    int err;

    wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );

    err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );

    if ( err != 0 ) {

    return;

    }

    if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {

    WSACleanup( );

    return;

    }

    SOCKET sockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

    SOCKADDR_IN addrSrv;

    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);

    addrSrv.sin_family=AF_INET;

    addrSrv.sin_port=htons(6000);

    bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

    listen(sockSrv,5);

    SOCKADDR_IN addrClient;

    int len=sizeof(SOCKADDR);

    while(1){

    SOCKET sockConn=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);

    char sendBuf[50];

    sprintf(sendBuf,"Welcome %s to here!",inet_ntoa(addrClient.sin_addr));

    send(sockConn,sendBuf,strlen(sendBuf)+1,0);

    char recvBuf[50];

    recv(sockConn,recvBuf,50,0);

    printf("%s ",recvBuf);

    closesocket(sockConn);

    }

    }

    ·客户端实现

            客户端编程的步骤:

            1:加载套接字库,创建套接字(WSAStartup()/socket());

            2:向服务器发出连接请求(connect());

            3:和服务器端进行通信(send()/recv());

            4:关闭套接字,关闭加载的套接字库(closesocket()/WSACleanup())。

            客户端的代码如下:

    #include <stdio.h>

    #include <Winsock2.h>

    void main()

    {

    WORD wVersionRequested;

    WSADATA wsaData;

    int err;

    wVersionRequested = MAKEWORD( 1, 1 );

    err = WSAStartup( wVersionRequested, &wsaData );

    if ( err != 0 ) {

    return;

    }

    if ( LOBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 || HIBYTE( wsaData.wVersion ) != 1 ) {

    WSACleanup( );

    return;

    }

    SOCKET sockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

    SOCKADDR_IN addrSrv;

    addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr("127.0.0.1");

    addrSrv.sin_family=AF_INET;

    addrSrv.sin_port=htons(6000);

    connect(sockClient,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

    send(sockClient,"hello",strlen("hello")+1,0);

    char recvBuf[50];

    recv(sockClient,recvBuf,50,0);

    printf("%s ",recvBuf);

    closesocket(sockClient);

    WSACleanup();

    }

    测试结果


     


    好了,简单的聊天程序制作介绍我们就到这里了,希望能帮助大家学习。笔记只是辅助,更多的还是需要大家跟着小编一起学习,互动交流。无论你是大牛还是小白,是想转行还是想入行都可以来了解,一起进步一起学习!

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