socket编程

目的：使用socket编程实现一个TCP协议的客户端和服务端

环境：Ubuntu

单工通信

使用socket实现基本的单工传输，也即是服务端可以单方面发送消息给客户端，但是客户端无法发送消息给服务端。

先介绍重要的代码解析：

首先分析一下服务端的代码。

这部分代码声明了套接字，并且为套接字安排了一个“地方”。包括设置协议IPv4，具体的IP地址，这里是本机。还有端口。

这部分代码是绑定套接字。但是在绑定之前，使用了setsockopt函数，这是为了避免bind失败。我在调试的过程中，发现第一次运行服务端程序和客户端程序都完全没有问题，但是当我关掉之后再次运行，就会出现bind错误。后来我查找原因，是因为一个socket陷阱。即使连接断开，但是TCP套接字状态TIME_WAIT将保持2到4分钟。这导致端口占用，必须换一个端口。所以为了避免这种情况，我使用setsockopt允许地址重用。On=1表示允许重用，0表示不允许。

这部分代码用于监听客户端的连接请求，使用accept来建立连接，显示连接成功。

这部分代码用于向客户端发送数据。并关闭套接字。

接下来分析一下客户端的代码：

同服务端类似。声明socket并分配“地方”。

建立连接。

这部分代码主要用于接受服务端的数据，除此之外还有一个很重要的地方。就是检测连接状态。但服务端关闭之后，这边的客户端也可以立即响应，采取相应的措施。使用的是tcp_info检测。建立状态下info.tcpi_state的值是1（TCP_ESTABLISHED）表示连接成功。否则，则是断开。这一点非常有用。

结果

图1：烦人的bind失败

后来采用允许端口复用解决问题。

图2：单工下服务端

图3：单工下关闭服务端

此时还是处于连接状态，当关闭服务端之后，显示如图4所示。

这是使用了tcp状态监测函数，在运行阶段不断进行监测。当然，还可以使用心跳法，就是每隔一段时间发送消息，若接受不到则是断开。

源代码下载：单工通信

双工传输信息

单工传输我觉得太过于简陋，至少也得是双工传输，所以在此基础上添加了双工。客户端和服务端之间可以相互通信。主要是使用了select方法。

代码分析：

先分析一下服务端的代码：
其实主要代码和上面的单工类似，这里主要介绍不同点。

这部分代码是等待连接客户端，监听到之后建立连接。

这部分内容是最重要的，使用了select函数。Select并不是阻塞函数，而是非阻塞函数，（当然，这是相对的，这可以通过设置超时来改变）。使用select的作用是可以通过返回值来监听文件描述符的变化，并且判断什么时候可以读取数据，什么时候可以写数据。这就实现了双工通信的功能。

接下来分析一下客户端的代码：

同样的，建立连接。

使用select来实现监听。现在其实服务端和客户端的地位是相对平等的。

实验结果：

图5：双工下服务端

图6：双工下客户端

两者可以互相通信。

图7：双工下，服务端退出

当然，如果客户端退出，在服务端也是可以检测出来的。

源代码下载：双工通信

参考资料

socket 的位置

http://www.360doc.com/content/14/0804/15/12928831_399366221.shtml

检测连接状态

https://www.cnblogs.com/gwwdq/p/9261615.html

bind 失败

https://blog.csdn.net/fern_girl/article/details/73657825

bind() VS connect()

https://stackoverflow.com/questions/27014955/socket-connect-vs-bind

socket中文讲解

https://www.cnblogs.com/elve960520/articles/8379465.html

英文讲解翻译

http://www.cnblogs.com/kefeiGame/p/7246942.html

select总结

http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html

select 介绍

https://www.cnblogs.com/maowang1991/p/3567732.html

聊天室代码[非常值得一看]

http://www.cnblogs.com/diligenceday/p/6241021.html

API介绍

https://www.cnblogs.com/wangcq/p/3520400.html