windows Socket编程之TCP服务端与客户端
在前面的文章中有一篇讲到了命名管道通信，它是创建一根管道来进行进程之间或网络之间通信的。但是它有些缺陷，比如说效率较低等。而从这篇文章开始将介绍socket编程。socket是通过TCP，UDP，IP协议来进行通信，效率较高。本文先介绍TCP的服务端和客户端。
TCP是面向连接的，它在进行通信之前呢，需要双方先进行沟通，然后才能进行通信。而且TCP是以数据流的方式进行数据传递，会自动的进行拆包和组包的过程。所以呢，TCP的连接是比较可靠的，但是它的传输速度也因此相对较慢。接下来看下如何在代码中实现TCP的通信。
在windows中，要想进行socket网络操作，必须包含一个名叫做WinSock2.h(或者WinSock.h)，如果包含的是WinSock2.h则必须在windows.h之前，否则会产生一些重定义的编译错误。包含完头文件之后，还要链接一个库文件ws2_32.lib，完成之后，我们就可以开始进行TCP服务端和客户端的编写了。
先来看服务端。首先，要进行网络操作，我们先要进行一下网络环境的初始化。WSAStartup函数就是用来初始化网络环境的。其声明如下：
int WSAStartup(
WORD wVersionRequested, //版本号，一般使用2.2版本
LPWSADATA lpWSAData //WSAData地址
);初始化完成之后，我们需要创建一个socket(套接字)，这个套接字相当于我们前面讲到的管道，用于客户端和服务端的连接。调用socket函数我们可以创建一个套接字，声明如下：
SOCKET socket(
int af, //IP协议簇
int type, //套接字类型，TCP应该用SOCK_STREAM
int protocol //协议
);创建好套接字后呢，我们需要告诉操作系统需要在哪个地址和端口上进行网络操作，相当于管道通信中绑定到标准输入输出口上。绑定的时候，需要有一个SOCKADDR_IN这个结构体，声明如下：
struct sockaddr_in{
short sin_family; //协议簇
unsigned short sin_port; //端口
struct in_addr sin_addr; //ip地址
char sin_zero[8]; //为了设置和SOCKADDR结构等长的补充字节
};int bind(
SOCKET s, //我们创建的那个socket
const struct sockaddr FAR *name, //sockaddr结构指针
int namelen //sockaddr长度
);int listen(
SOCKET s, //我们创建的socket
int backlog //最大连接的队列长度
);监听完成之后，我们就可以进行接收客户端的连接了，我们需要调用accept这个函数来进行接客。声明如下：
SOCKET accept(
SOCKET s, //我们监听的那个socket
struct sockaddr FAR *addr, //我们需要传递一个sockaddr的地址，用于保存客户端的地址
int FAR *addrlen //sockaddr的长度指针
);int recv(
SOCKET s, //客户端的socket
char FAR *buf, //接收的缓冲区
int len, //缓冲区的大小
int flags //标志位，一般为0
);
int send(
SOCKET s, //客户端的socket
const char FAR *buf, //发送数据的缓冲区
int len, //缓冲区的大小
int flags //标志位，一般为0
);int WSACleanup (void);
int closesocket(
SOCKET s //要关闭的套接字
);#include
#include // 必须包含windwos.h之前
#include
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#define PORT 6000
DWORD WINAPI clientProc(LPARAM lparam)
{
SOCKET sockClient = (SOCKET)lparam;
char buf[1024];
while (TRUE)
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
// 接收客户端的一条数据
int ret = recv(sockClient, buf, sizeof(buf), 0);
//检查是否接收失败
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("socket recv failed\n");
closesocket(sockClient);
return -1;
}
// 0 代表客户端主动断开连接
if (ret == 0)
{
printf("client close connection\n");
closesocket(sockClient);
return -1;
}
// 发送数据
ret = send(sockClient, buf, strlen(buf), 0);
//检查是否发送失败
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("socket send failed\n");
closesocket(sockClient);
return -1;
}
}
closesocket(sockClient);
return 0;
}
bool InitNetEnv()
{
// 进行网络环境的初始化操作
WSADATA wsa;
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa) != 0)
{
printf("WSAStartup failed\n");
return false;
}
return true;
}
int main(int argc, char * argv[])
{
if (!InitNetEnv())
{
return -1;
}
// 初始化完成，创建一个TCP的socket
SOCKET sServer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
//检查是否创建失败
if (sServer == INVALID_SOCKET)
{
printf("socket failed\n");
return -1;
}
printf("Create socket OK\n");
//进行绑定操作
SOCKADDR_IN addrServ;
addrServ.sin_family = AF_INET; // 协议簇为IPV4的
addrServ.sin_port = htons(PORT); // 端口 因为本机是小端模式，网络是大端模式，调用htons把本机字节序转为网络字节序
addrServ.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; // ip地址，INADDR_ANY表示绑定电脑上所有网卡IP
//完成绑定操作
int ret = bind(sServer, (sockaddr *)&addrServ, sizeof(sockaddr));
//检查绑定是否成功
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("socket bind failed\n");
WSACleanup(); // 释放网络环境
closesocket(sServer); // 关闭网络连接
return -1;
}
printf("socket bind OK\n");
// 绑定成功，进行监听
ret = listen(sServer, 10);
//检查是否监听成功
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("socket listen failed\n");
WSACleanup();
closesocket(sServer);
return -1;
}
printf("socket listen OK\n");
// 监听成功
sockaddr_in addrClient; // 用于保存客户端的网络节点的信息
int addrClientLen = sizeof(sockaddr_in);
while (TRUE)
{
//新建一个socket，用于客户端
SOCKET *sClient = new SOCKET;
//等待客户端的连接
*sClient= accept(sServer, (sockaddr*)&addrClient, &addrClientLen);
if (INVALID_SOCKET == *sClient)
{
printf("socket accept failed\n");
WSACleanup();
closesocket(sServer);
delete sClient;
return -1;
}
//创建线程为客户端做数据收发
CreateThread(0, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)clientProc, (LPVOID)*sClient, 0, 0);
}
closesocket(sServer);
WSACleanup();
return 0;
} 客户端比较简单，前面的部分和服务端都基本相同，在绑定操作上会有所差别。服务端绑定的IP地址是本机所有网卡的IP，而客户端只需要绑定一个即可，因为对客户端来说，我们只需连接指定的服务器。赋值完SOCKADDR_IN结构之后，服务端会调用bind函数，而客户端呢，需要调用connect函数，其声明如下：
int connect(
SOCKET s, //要进行连接的socket
const struct sockaddr FAR *name, //SOCKADDR结构地址
int namelen //SOKADDR大小
);当通信完之后，就可以关闭连接了。文章开头讲过，当客户端和服务端刚开始连接的时候呢，两者会先进行沟通，这个沟通需要3个步骤来完成，我们称之为3次握手，同样的关闭连接的时候，需要进行4个步骤来完成，我们称之为4次握手。如果你是粗暴型的，直接拔网线呢，它也会完成其中的两次步骤，作为应用层开发，并不需要深究其中的原理，若感兴趣，可自行查找资料。
下面附上客户端的示例代码：
#include
#include
#include
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#define PORT 6000
int main(int argc, char * argv[])
{
//初始化网络环境
WSADATA wsa;
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa) != 0)
{
printf("WSAStartup failed\n");
return -1;
}
// 初始化完成，创建一个TCP的socket
SOCKET sServer = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sServer == INVALID_SOCKET)
{
printf("socket failed\n");
return -1;
}
//指定连接的服务端信息
SOCKADDR_IN addrServ;
addrServ.sin_family = AF_INET;
addrServ.sin_port = htons(PORT);
//客户端只需要连接指定的服务器地址，127.0.0.1是本机的回环地址
addrServ.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
// 服务器Bind 客户端是进行连接
int ret = connect(sServer,(SOCKADDR*)&addrServ,sizeof(SOCKADDR));//开始连接
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("socket connect failed\n");
WSACleanup();
closesocket(sServer);
return -1;
}
//连接成功后，就可以进行通信了
char szBuf[1024];
memset(szBuf,0,sizeof(szBuf));
sprintf_s(szBuf,sizeof(szBuf),"Hello server");
//当服务端是recv的时候，客户端就需要send，若两端同时进行收发则会卡在这里，因为recv和send是阻塞的
ret = send(sServer, szBuf, strlen(szBuf), 0);
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("socket send failed\n");
closesocket(sServer);
return -1;
}
ret = recv(sServer, szBuf, sizeof(szBuf), 0);
if (SOCKET_ERROR == ret)
{
printf("socket recv failed\n");
closesocket(sServer);
return -1;
}
printf("%s\n",szBuf);
//关闭连接
closesocket(sServer);
WSACleanup();
return 0;
}