所谓半双工通信，即通信的双方都可以实现接发数据，但是有一个限制：只能一方发一方收，之后交换收发对象。也就是所谓的阻塞式通信方式。
一、基本框架：
1、首先搞清楚我们进行编程所处的位置：
TCP编程，具有可靠的传输的特性，而实现可靠传输的功能并非我们将要做的事，我们要做的就是在内核实现的基础上调用API接口直接使用。所以我们所处的位置就是位于应用层面与系统层面之间的。我们觉得弄清楚这点是实现整个通信程序的重中之重。
2、弄清楚此次的目的：实现伪半双工通信
为什么是伪半双工？应为真正的半双工是通信双方都可以随时揭发数据（只是限制不能同时发，同时收，在同一时刻只能由乙方发，乙方收），而我们要实现的是”傻瓜式“的你一句我一句，因为不是全双工，而类似于半双工，我也不知道有没有更加准确的说法，就暂且叫他伪半双工吧！
3、TCP编程框架：
二、所用到的结构体与函数：
1、几个结构体：
（1）ipv4套接字地址结构体：
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struct sockaddr_in{ uint8_t sin_len; sa_famliy_t sin_fanliy;/*协议家族*/ in_port_t sin_port;/*端口号*/ struct in_addr sin_addr;/*IP地址，struct in_addr{in_addr_t s_addr;}*/ char sin_zero[8];}; |
2、建基本框架所使用的函数，这些函数都是系统调用，失败会返回返回一个errno错误标识：
#include<sys/socket.h>
(1)socket：
int socket(int domain,int type, int protocol);/* 创建一个套接字： 返回值： 创建成功返回一个文件描述符（0,1,2已被stdin、stdout、stderr占用，所以从3开始） 失败返回-1。 参数： domain为协议家族，TCP属于AF_INET（IPV4）； type为协议类型，TCP属于SOCK_STREAM（流式套接字）； 最后一个参数为具体的协议（IPPOOTO_TCP为TCP协议，前两个已经能确定该参数是TCP，所以也可以填0） */
（2）bind()
int bind(int sockfd,const struct sockaddr * addr,socklen_t addrlen);/* 将创建的套接字与地址端口等绑定 返回值：成功返回0，失败返回-1. 参数： sockfd为socket函数返回接受的文件描述符， addr为新建的IPV4套接字结构体 注意：定义若是使用struct sockaddr_in（IPV4结构体）定义，但是该参数需要将struct sockaddr_in *类型地址强转为struct sockaddr *类型（struct sockaddr是通用类型）。 最后一个参数为该结构体所占字节数。 */
(3)listen()
int listen(int sockfd,int backlog);/* 对创建的套接字进行监听，监听有无客户请求连接 返回值：有客户请求连接时，返回从已完成连接的队列中第一个连接（即完成了TCP三次握手的的所有连接组成的队列），否则处于阻塞状态（blocking）。 参数： sockfd依然为socket函数返回的文件描述符； blocklog为设定的监听队列的长度。可设为5、10等值但是不能大于SOMAXCONN（监听队列最大长度） */
监听对立包括请求建立过程中的两个子队列：未完成连接的对列和已完成连接的对立。区分的标识就是：是否完成TCP三次握手的过程。服务器从已完成连接的队列中按照先进先出（FIFO）的原则进行接收。
（4）connect（）和accept（）
int connect(int sockfd,const struct sockaddr * addr,socklen_t addrlen);/* 客户端请求连接 返回值：成功返回0，失败返回-1 参数：客户端的socket文件描述符，客户端的socket结构体地址以及结构体变量长度 */int accept(int sockfd,struct sockaddr * addr,socklen_t * addrlen);/* 从监听队列中接收已完成连接的第一个连接 返回值：成功返回0，失败返回-1 参数：服务器socket未见描述符，服务器的socket结构体地址以及结构体变量长度 */
（5）send() 和 recv（）
ssize_t send(int sockfd,const void * buf,size_t len,int flags);/* 发送数据 返回值：成功返回发送的字符数，失败返回-1 参数：buf为写缓冲区（send_buf），len为发送缓冲区的大小，flags为一个标志，如MSG_OOB表示有紧急带外数据等 */ssize_t recv(int sockfd,void *buf, size_t len, int flags);/* 接收数据 返回值参数与send函数相似 不过send是将buf中的数据向外发送，而recv是将接收到的数据写到buf缓冲区中。 */
（6）close（）
int close(int fd);/* 关闭套接字，类似于fclose，fd为要关闭的套接字文件描述符 失败返回-1，成功返回0 */
3、其它函数：
（1）字节序转换函数：
/*由于我们一般普遍所用的机器（x86）都是小端存储模式或者说叫做小端字节序，而网络传输中采用的是大端字节序，所以要进行网络通讯，就必须将进行字节序的转换，之后才可以进行正常信息传递。*/uint32_t htonl(uint32_t hostlong);/*主机字节序转换成网络字节序*/uint32_t ntohl(uint32_t netlong);/*网络字节序转换成主机字节序*/
（2）地址转换函数
/*类似的原因，由于网络传输是二进制比特流传输，所以必须将我们的常用的点分十进制的IP地址，与网络字节序的IP源码（二进制形式）进行互相转换才可以将数据传送到准确的地址*/int inet_aton(const char * cp,struct in_addr * inp);/*将字符串cp表示的点分十进制转换成网络字节序的二进制形式后存储到inp中*/char * inet_ntoa(struct in_addr * in);/*将网络字节序的二进制形式转换成点分十进制的字符串形式，返回该字符串的首地址*/in_addr_t inet_addr(const char * cp);/*与inet_aton的功能相同*/
三、代码实现：
（1）服务器：服务器由于不知道客户何时建立连接，所以必须绑定端口之后进行监听（socket，bind，listen）
（2）客户端：客户端只需要向服务器发起请求连（connect），而不需要绑定于监听的步骤。
1、服务器代码：
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# include<sys/socket.h># include<netinet/in.h># include<arpa/inet.h># include<signal.h># include<assert.h># include<stdio.h># include<unistd.h># include<string.h># include<stdlib.h># include<errno.h># define BUF_SIZE 1024//缓冲区大小宏定义int main (int argc,char * argv[])/*接收IP地址和端口号*/{ const char * ip = argv[1]; int port = atoi(argv[2]);/*将输入的端口号由字符串转换为整数类型*/ /*结构体定义与初始化*/ struct sockaddr_in address; bzero(&address,sizeof(address));/*初始化清零,类似于memset函数*/ address.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET,ip,&address.sin_addr);/*inet_pton是inet_aton的升级版，随IPV6的出现而出现*/ address.sin_port = htons(port);/*将小端字节序转换为网络字节序*/ int sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);/*创建套接字*/ assert(sock >= 0); int ret = bind(sock,(struct sockaddr*)&address,sizeof(address));/*绑定IP地址、端口号等信息*/ assert(ret != -1); ret = listen(sock,5);/*监听有无连接请求*/ assert(ret != -1); struct sockaddr_in client; socklen_t client_addrlength = sizeof(client); int connfd = accept(sock,(struct sockaddr *)&client,&client_addrlength);/*从监听队列中取出第一个已完成的连接*/ char buffer_recv[BUF_SIZE]={0}; char buffer_send[BUF_SIZE]={0}; while(1){ if(connfd < 0){ printf("errno is : %d
",errno); } else{ memset(buffer_recv,0,BUF_SIZE); memset(buffer_send,0,BUF_SIZE);/*每次需要为缓冲区清空*/ ret = recv(connfd, buffer_recv, BUF_SIZE-1, 0); if(strcmp(buffer_recv,"quit
") == 0){ printf("Communications is over!
"); break; }/*recv为quit表示客户端请求断开连接，退出循环*/ printf("client:%s", buffer_recv); printf("server:"); fgets(buffer_send,BUF_SIZE,stdin); send(connfd,buffer_send,strlen(buffer_send),0); if(strcmp(buffer_send,"quit
") == 0){ printf("Communications is over!
"); break; }/*send为quit表示服务器请求断开连接，退出循环*/ } } close(connfd); close(sock); return 0;} |
assert函数详解：https://www.cnblogs.com/ggzss/archive/2011/08/18/2145017.html
2、客户端代码：
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# include<sys/socket.h># include<netinet/in.h># include<arpa/inet.h># include<signal.h># include<assert.h># include<stdio.h># include<unistd.h># include<string.h># include<stdlib.h>#define BUF_SIZE 1024int main (int argc,char * argv[]){ const char * ip = argv[1]; int port = atoi(argv[2]); struct sockaddr_in server_address; bzero(&server_address,sizeof(server_address)); server_address.sin_family = AF_INET; inet_pton(AF_INET,ip,&server_address.sin_addr); server_address.sin_port = htons(port); int sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); assert(sockfd >= 0); int connfd = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_address,sizeof(server_address)); char buffer_recv[BUF_SIZE] = {0}; char buffer_send[BUF_SIZE] = {0}; while(1){ if(connfd < 0){ printf("connection failed
"); } else{ memset(buffer_send,0,BUF_SIZE); memset(buffer_recv,0,BUF_SIZE); printf("client:"); fgets(buffer_send,BUF_SIZE,stdin); send(sockfd, buffer_send, strlen(buffer_send), 0); if(strcmp(buffer_send,"quit
") == 0){ printf("Communications is over!
"); break; }/*send为quit表示客户端请求断开连接，退出循环*/ int ret = recv(sockfd,buffer_recv,BUF_SIZE-1,0); if(strcmp(buffer_recv,"quit
") == 0){ printf("Communications is over!
"); break; }/*recv为quit表示服务器请求断开连接，退出循环*/ printf("server:%s",buffer_recv); } } close(connfd); close(sockfd); return 0;} |
1、 发起连接：如果说服务器通过listen吊用来被动的接受链接，那么客户端需要通过如下系统调用来主动的与服务器简历链接：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd,const struct sockaddr* servv_addr,socklen_t addrlen);
sockfd 参数由socket调用返回一个socket。serv_addr参数是服务器监听的soccket地址，addrlen参数则指定这个地址的长度。
connect成功时，返回0，一旦成功的建立链接，sockfd就唯一的表示了这个链接，客户端就可以通过读写sockfd来与服务器进行通信。
2、关闭连接：关闭一个链接实际上就是关闭该链接对应的socket，这可以通过关闭文件描述符的系统调用来完成。
#include<unistd.h>
int close(int fd)
fd参数是待关闭的socket，不过close系统调用并非立即关闭一个链接，而是将fd的引用参数减一。只有当fd的引用参数基数为0的时候，才真正关闭连接。多进程程序中，一次fork系统调用默认将使得父进程中打开的soket的引用计数加一，因此我们必须在父进程和子进程中都对该socket执行clise调用才能将连接关闭。
如果无论如何都要立即终止链接，可以使用如下的shutdown调用。（专门为网络编程设计的）
#include<sys/socket.h>
int shutdown(itn sockfd,int howto);
sockfd参数是待关闭的socket，howto参数决定了shutdown的行为，他可以取如下的值：
SHUT_RD ：关闭sockfd上读的这一半，应用程序不能在针对socket文件描述符执行读操作，并且该socket接收缓冲区中的数据被丢弃。
SHUT_WR:关闭sockfd上的写的这一半。sockfd的发送缓冲区中的数据会在真正关闭之前都发送出去，应用程序不再对该socket执行写操作。连接处于半关闭状态。
SHUT_RDWR:同时关闭sockfd上的读和写。
3、读和写：
ssize_t recv(int sockfd,void* buf,size_t len ,int flags);
ssize_t send(int soskfd,const void* buf,size_t len ,int flags);
recv读取sockfd上的数据，buf和len分别制定缓冲区的位置和大小，recv成功时候返回实际读取到的数据的长度，他可能小于我们期望的长度len，因此我们可以多次调用recv，才能读取到完整的数据。recv可能返回0，这意味着通信双方已经关闭连接了。recv出错时返回-1，并设置errno。
send往sockfd中写数据，buf和len分别制定缓冲区的位置和大小。send时候，成功返回实际写入的数据的长度，失败返回-1，并设置error。