udp和tcp服务器的C语言实现

udp：

编写一个udp服务端的C语言程序 
1. 创建套接字
2. 为套接字绑定地址信息
3. 接收数据
4. 发送数据
5. 关闭套接字

#include 
#include 
#include 
#include 
#include  //sockaddr结构体/ IPPROTO_UDP
#include  //包含一些字节序转换的接口
#include //套接字接口头文件

int main(int argc, char *argv[])
{
    //argc表示参数个数，通过argv向程序传递端口参数
    if (argc != 3) {
        printf("./udp_srv ip port  em: ./udp_srv 192.168.122.132 9000\n");
        return -1;
    }
    const char *ip_addr = argv[1];
    uint16_t port_addr = atoi(argv[2]);

    //socket(地址域, 套接字类型, 协议类型)
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket error");
        return -1;
    }
    
    //bind(套接字描述符, 地址结构, 地址长度);
    //struct sockaddr_in  ipv4地址结构
    //  struct in_addr{ uint32_t s_addr }; 
    struct sockaddr_in addr;
    addr.sin_family = AF_INET;
    
    //htons-将两个字节的主机字节序整数转换为网络字节序的整数
    addr.sin_port = htons(port_addr);//注意千万不要使用htonl
    
    //inet_addr 将一个点分十进制的字符串IP地址转换为网络字节序的整数IP地址
    addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip_addr);
    socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);//获取IPv4地址结构长度
    int ret = bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, len);
    if (ret < 0) {
        perror("bind error");
        return -1;
    }

    while(1) {
        char buf[1024] = {0};
        struct sockaddr_in cliaddr;
        socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
        
        //recvfrom(描述符，缓冲区，长度，参数，客户端地址信息， 地址信息长度)
        //阻塞接收数据，将数据放入buf中，将发送端的地址放入cliaddr中
        int ret = recvfrom(sockfd, buf, 1023, 0, (struct sockaddr*)&cliaddr,&len);
        if (ret < 0) {
            perror("recfrom error");
            close(sockfd);//关闭套接字
            return -1;
        }
        printf("client say: %s\n", buf);
        
        printf("server say:");
        fflush(stdout);//让用户输入数据，发送给客户端
        memset(buf, 0x00, 1024); //清空buf中的数据
        scanf("%s", buf);
        
        //通过sockfd将buf中的数据发送到cliaddr客户端
        ret =sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr*)&cliaddr, len);
        if (ret < 0) {
            perror("sendto error");
            close(sockfd);//关闭套接字
            return -1;
        }
    }
    close(sockfd);//关闭套接字
}

封装一个udpsocket类，向外提供简单的接口实现套接字编程 
#include 
#include //stdio.h
#include //std::string
#include //close接口
#include //atoi接口
#include //地址结构定义
#include //字节序转换接口
#include //套接字接口
class UdpSocket
{
    public:
        UdpSocket():_sockfd(-1){
        }
        //1. 创建套接字
        bool Socket() {
            //socket(地址域， 套接字类型，协议类型);
            //AF_INET-标识这是IPv4的通信，并且提供的是数据报传输服务，使用的协议是UDP协议
            _sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
            if (_sockfd < 0) {
                perror("socket error");
                return false;
            }
            return true;
        }
        
        //2. 为套接字绑定地址信息
        bool Bind(const std::string &ip, uint32_t port) {
        
            //a. 定义IPv4地址结构
            struct sockaddr_in addr;
            addr.sin_family = AF_INET;//地址域，用于向bind接口表明这是一个ipv4地址结构
            addr.sin_port = htons(port);//网络字节序的端口信息
            addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());//网络字节序的IP地址信息
            /*
            struct sockaddr_in {
                sa_family_t sin_family;
                in_port_t sin_port;
                struct in_addr{
                    in_addr_t s_addr;
                }sin_addr;
            }
            */
            
            //b. 绑定地址
            socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
            //bind(描述符， 统一地址结构sockaddr*， 地址信息长度)
            int ret = bind(_sockfd, (struct sockaddr*)&addr, len);
            if (ret < 0) {
                perror("bind error");
                return false;
            }
            return true;
        }
        
       //3. 发送数据
        bool Send(const std::string &data, const std::string &ip, uint16_t port) {
            //sendto(描述符，数据，长度，选项， 对端地址，地址长度)
            
            //a. 定义对端地址信息的ipv4地址结构
            struct sockaddr_in addr;
            addr.sin_family = AF_INET;
            addr.sin_port = htons(port);
            addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());
            
            //b. 向这个地址发送数据
            int ret;
            socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);
            ret = sendto(_sockfd, data.c_str(), data.size(), 0, (struct sockaddr*)&addr, len);
            if (ret < 0) {
                perror("sendto error");
                return false;
            }
            return true;
        }
        
        //输入型参数使用const 引用
        //输出型参数使用指针
        //输入输出型使用引用
        //4. 接收数据
        bool Recv(std::string *buf, std::string *ip = NULL, uint16_t *port = NULL) {
            //recvfrom(描述符，缓冲区，数据长度，选项，对端地址，地址长度)
            struct sockaddr_in addr;//用于获取发送端地址信息
            socklen_t len = sizeof(struct sockaddr_in);//指定地址长度以及获取实际地址长度
            int ret;
            char tmp[4096] = {0};//临时用于存放数据的缓冲区
            ret = recvfrom(_sockfd, tmp, 4096, 0, (struct sockaddr*)&addr, &len);
            if (ret < 0) {
                perror("recvfrom error");
                return -1;
            }
            buf->assign(tmp, ret);//给buf申请ret大小的空间，从tmp中拷贝ret长度的数据进去
            //为了接口灵活，用户若不想获取地址信息，则不再转换获取
            //只有当用户想要获取地址的时候，这时候传入缓冲区，我们将数据写入进去
            //类似于想吃苹果就给我篮子，我把苹果放进去，不给篮子就表示不想吃
            if (ip != NULL) {
                *ip = inet_ntoa(addr.sin_addr);//将网络字节序整数IP地址转换为字符串地址，返回
            }
            if (port != NULL) {
                *port = ntohs(addr.sin_port);
            }
            return true;
        }
        
        //5. 关闭套接字
        void Close() {
            close(_sockfd);
            _sockfd = -1;
            return ;
        }
    private:
        //贯穿全文的套接字描述符
        int _sockfd;
};

#define CHECK_RET(q) if((q)==false){return -1;}
//客户端要给服务端发送数据，那么就需要知道服务端的地址信息
//因此通过程序运行参数传入服务端的地址信息
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3) {
        printf("em: ./udp_cli 192.168.122.132 9000\n");
        return -1;
    }
    //argv[0] = ./udp_cli
    //argv[1] = 192.168.122.132
    //argv[2] = 9000
    std::string ip_addr = argv[1];//服务端地址信息
    uint16_t port_addr = atoi(argv[2]);
    UdpSocket sock;
    CHECK_RET(sock.Socket());//创建套接字
    //CHECK_RET(sock.Bind());//绑定地址信息
    while(1) {
        //获取一个标准输入的数据，进行发送
        std::cout << "client say: ";
        fflush(stdout);
        std::string buf;
        std::cin >> buf;// 获取标准输入的数据
        sock.Send(buf, ip_addr, port_addr);//向指定的主机进程发送buf数据

        buf.clear();//清空buf缓冲区
        sock.Recv(&buf);//因为本身客户端就知道服务端的地址，因此不需要再获取了
        std::cout << "server say: " << buf << std::endl;
    }
    sock.Close();
    return 0;
}

tcp：

使用封装的TcpSocket类实例化对象实现tcp服务端程序 

#include 
#include 
#include "tcpsocket.hpp"


int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3) {
        printf("em:./tcp_srv 192.168.122.132 9000\n");
        return -1;
    }
    std::string ip = argv[1];
    uint16_t port = atoi(argv[2]);

    TcpSocket lst_sock;
    CHECK_RET(lst_sock.Socket());//创建套接字
    //#define CHECK_RET(q) if((q)==false){return -1;}
    //if (lst_sock.Socket() == false) {return -1;}
    CHECK_RET(lst_sock.Bind(ip, port));//绑定地址信息
    CHECK_RET(lst_sock.Listen());//开始监听
    while(1) {
        TcpSocket cli_sock;
        std::string cli_ip;
        uint16_t cli_port;
        //Accept类成员函数，使用的私有成员_sockfd就是lst_sock的私有成员
        //cli_sock取地址传入，目的是为了获取accept接口返回的通信套接字描述符
        bool ret = lst_sock.Accept(&cli_sock, &cli_ip, &cli_port);//获取新套接字
        if (ret == false) {
            //获取新连接失败，可以重新继续获取下一个
            continue;
        }
        printf("new connect:[%s:%d]\n", cli_ip.c_str(), cli_port);

        //通过新获取的通信套接字与客户端进行通信
        std::string buf;
        if (cli_sock.Recv(&buf) == false) {
            cli_sock.Close();//通信套接字接收数据出错，关闭的是通信套接字
            continue;
        }
        printf("client:[%s:%d] say:%s\n", &cli_ip[0], cli_port, &buf[0]);

        std::cout << "server say:";
        fflush(stdout);
        buf.clear();
        std::cin >> buf;

        if (cli_sock.Send(buf) == false) {
            cli_sock.Close();
            continue;
        }
    }
    lst_sock.Close();
    return 0;
}

通过封装的TcpSocket类实例化对象实现tcp客户端程序 /

#include 
#include 
#include 
#include "tcpsocket.hpp"

void sigcb(int signo)
{
    printf("连接已经断开，继续发送数据触发异常SIGPIPE信号\n");
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3) {
        printf("em:./tcp_cli 192.168.122.132 9000--服务绑定的地址\n");
        return -1;
    }
    signal(SIGPIPE, sigcb);
    std::string ip = argv[1];
    uint16_t port = atoi(argv[2]);
    TcpSocket cli_sock;
    //创建套接字
    CHECK_RET(cli_sock.Socket());
    //绑定地址信息（不推荐）
    //向服务端发起请求
    CHECK_RET(cli_sock.Connect(ip, port));
    //循环收发数据
    while(1) {
        printf("client say:");
        fflush(stdout);
        std::string buf;
        std::cin >> buf;

        //因为客户端不存在多种套接字的文件，因此一旦当前套接字出错直接退出就行
        //进程退出就会释放资源，关闭套接字
        cli_sock.Send(buf);

        buf.clear();
        cli_sock.Recv(&buf);
        printf("server say: %s\n", buf.c_str());
    }
    cli_sock.Close();
    return 0;
}