Socket编程-并发服务器为例

直接上代码，内置注解

1.server端

/**
    server端
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

#define PORT 1234  //监听端口
#define BACKLOG 5
#define MAXDATASIZE 1000  //数据包的大小

void process_cli(int  connfd, struct sockaddr_in client);

int main()
{
    int  listenfd, connfd;
    pid_t  pid;
    struct  sockaddr_in  server;
    struct sockaddr_in  client;
    int  len;
    /**
    生成一个TCP报文，PF_INET,AF_INET:ipv4网络协议，PF_INET6,AF_INET6：ipv6网络协议
    SOCK_STREAM提供面向连接的稳定数据传输，即TCP协议
    SOCK_STREAM： 提供面向连接的稳定数据传输，即TCP协议。
　　OOB： 在所有数据传送前必须使用connect()来建立连接状态。
　　SOCK_DGRAM： 使用不连续不可靠的数据包连接。
　　SOCK_SEQPACKET： 提供连续可靠的数据包连接。
　　SOCK_RAW： 提供原始网络协议存取。
　　SOCK_RDM： 提供可靠的数据包连接。
　　SOCK_PACKET： 与网络驱动程序直接通信
    **/
    if ((listenfd =socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) {
        perror("Creating socket failed.");
        exit(1);
    }

    int opt =SO_REUSEADDR;
    /**
    绑定在本地IP上 127.0.0.1
    SO_REUSEADDE 在服务器重启后，在相同的本地接口以端后上进行监听
    **/
    setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
    /**
    bzero是将数据置零，其中前一个是置零的起始地址，后一个置零的个数
    推荐使用memset代替 bzero
    **/
    bzero(&server,sizeof(server));
    //设置套接字的地址
    server.sin_family=AF_INET;
    server.sin_port=htons(PORT);
    server.sin_addr.s_addr= htonl (INADDR_ANY);
    /**
    该函数指明套接字将使用本地的哪一个协议端口进行数据传送（IP地址和端口号）
    中间的参数是通用地址，0表示成功，-1表示出错
    **/
    if (bind(listenfd,(struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1) {
        perror("Bind()error.");
        exit(1);
    }
    /**
    函数listen仅被服务器调用，它完成两件事：
        1)函数listen将未连接的套接字转化成被动套接字，指示内核应接受指向此套接字的连接请求
        2)函数的第二参数规定了内核为此套接字排队的最大连接个数
    对于给定的监听套接字，内核要维护的两个队列
        1)未完成连接的队列
        2)已完成连接的队列
        3)两者之和不能超过backlog
    */
    if(listen(listenfd,BACKLOG)== -1){
        perror("listen() error
");
        exit(1);
    }
    len=sizeof(client);

    while(1)
    {
        /**
        accept函数由TCP服务器调用，从已完成连接队列头返回下一个已完成连接；
        如果该队列为空，则进程进入睡眠状态
        函数返回的套接字为已连接套接字，应与监听套接字区分开
        该函数最多返回三个值，一个既可能是新套接字也可能是错误指示的整数，一个客户
        进程的协议地址（由cliaddr所指），以及该地址的大小（这后两个参数是值-结果参数）
        也就是说，服务器可以通过参数cliaddr来得到请求连接并获得成功的客户的地址和端口号
        */
    if ((connfd =accept(listenfd,(struct sockaddr *)&client,&len))==-1) {
        perror("accept() error
");
        exit(1);
    }
    if ((pid=fork())>0){
        close(connfd);
        continue;
    }else if (pid==0) {
        close(listenfd);
        process_cli(connfd, client);
        exit(0);
    }else {
        printf("fork()error
");
        exit(0);
    }
}
    close(listenfd);
}

void process_cli(int connfd, struct sockaddr_in client)
{
    int num;
    char  recvbuf[MAXDATASIZE], sendbuf[MAXDATASIZE], cli_name[MAXDATASIZE];
    printf("Yougot a connection from %s. ",inet_ntoa(client.sin_addr) );
    /**
     返回大于0表示成功接收的数据长度，0表示对方已关闭，-1出错
     最后一个参数：
        0：常规操作，如同read()函数
        MSG_PEEK: 只查看数据而不读出数据，后序读操作仍能读出所查看的该数据
        MSG_OOB：忽略常规数据，而只读带外数据
        MSG_WAITALL: recv 函数只有在将接收缓冲区填满后才返回
    **/
    num = recv(connfd,cli_name, MAXDATASIZE,0);
    if (num == 0)
    {
        close(connfd);
        printf("Client disconnected.
");
        return;
    }
    cli_name[num - 1] ='';
    printf("Client'sname is %s.
",cli_name);

    while (num =recv(connfd, recvbuf, MAXDATASIZE,0)) {
        recvbuf[num] ='';
        printf("Receivedclient( %s ) message: %s",cli_name, recvbuf);
        int i = 0;
    for (i = 0;i < num - 1; i++) {
        if((recvbuf[i]>='a'&&recvbuf[i]<='z')||(recvbuf[i]>='A'&&recvbuf[i]<='Z'))
    {
        recvbuf[i]=recvbuf[i]+ 3;
        if((recvbuf[i]>'Z'&&recvbuf[i]<='Z'+3)||(recvbuf[i]>'z'))
        recvbuf[i]=recvbuf[i]- 26;
    }
        sendbuf[i] =recvbuf[i];
    }
        sendbuf[num - 1]= '';
        /**
            返回：非0发送成功的数据长度，-1出错
            最后一个参数：
            0：常规操作，如同write()函数
            MSG_OOB，发送带外数据（TCP紧急数据）
            MSG_DONTROUTE:忽略底层协议的路由设置，只能将数据发送给与发送机处于在同一个网络
            中的机器上
        */
        send(connfd,sendbuf,strlen(sendbuf),0);
    }
        close(connfd);
}

2.client端

/**
    client端
**/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>

#define PORT 1234
#define MAXDATASIZE 100
void process(FILE*fp, int sockfd);
char *getMessage(char* sendline,int len, FILE* fp);

int main(int argc,char *argv[])
{
    int fd;
    struct hostent  *he;
    struct sockaddr_in  server;
    //接收IP地址
    if (argc !=2) {
        printf("Usage:%s <IP Address>
",argv[0]);
        exit(1);
    }
    //域名解析函数，注意argv[1]才是，传入的参数
    if((he=gethostbyname(argv[1]))==NULL){
        printf("gethostbyname() error
");
        exit(1);
    }
    if((fd=socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0))==-1){
        printf("socket()error
");
        exit(1);
    }

    bzero(&server,sizeof(server));
    server.sin_family =AF_INET;
    server.sin_port=htons(PORT);
    server.sin_addr= *((struct in_addr *)he->h_addr);
    /**
    函数connect激发TCP的三路握手过程，仅在成功或出错返回，
    错误有以下几种情况：
        如果客户没有收到SYN分节的响应（总共75秒，之间需要可能需要重发若干次SYN）
        则返回ETIMEDOUT
        如果对客户的SYN的响应是RST，则表明该服务器主机在指定的端口上没有进程，在等待与之相连，
        函数返回错误ECONNREFUSED
        如果客户番薯的SYN在中间路由器上引发一个目的地不可达ICMP错误，客户上的内核保存此消息，
        并按第一种情况，连续发送SYN，直到规定时间，返回保存的消息（即ICMP错误），作为EHOSTUNREACH
        或ENETUNREACH错误返回给进程
    **/
    if(connect(fd,(struct sockaddr *)&server,sizeof(server))==-1){
        printf("connect() error
");
        exit(1);
    }

    process(stdin,fd);

    close(fd);
}

void process(FILE *fp, int  sockfd)
{
    char sendline[MAXDATASIZE],recvline[MAXDATASIZE];
    int num;

    printf("Connected to server. 
");
    printf("Input client's name : ");
    //从fp指向的文件读取一个长度为num-1的字符串，存入起始地址为buf的空间，返回地址buf
    //若遇到文件结束或出错，返回NULL，其中fp是从标准输入读取数据
    if (fgets(sendline, MAXDATASIZE, fp) == NULL) {
        printf("
Exit.
");
        return;
    }
    send(sockfd,sendline, strlen(sendline),0);
    while(getMessage(sendline, MAXDATASIZE, fp) != NULL) {
    send(sockfd,sendline, strlen(sendline),0);

    if ((num =recv(sockfd, recvline, MAXDATASIZE,0)) == 0) {
        printf("Server terminated.
");
        return;
    }

    recvline[num]='';
    printf("Server Message: %s
",recvline);

}
    printf("
Exit.
");
}

char  *getMessage(char*  sendline,int len, FILE*  fp)
{
    printf("Inputstring to server:");
    return(fgets(sendline,MAXDATASIZE, fp));
}

参考

1：参考一

2：参考二