Linux Socket Programming In C++(1)

内容提要

1. 简介

2. CS 通信概览

3. 简单的CS实现

3.1 Server - 建立监听Socket

3.2 Client - 连接到服务器

3.3 Server - 接受客户端连接测试

3.4 Client 和 Server - 发送和接收数据

4 编译和测试我们的CS

4.1 文件列表

4.2 编译和测试

5. 结论

1. 简介

Socket 是进程之间交换数据的机制。这些进程即可以是同一台机器上的，也可以是通过网络连接起来的不同机器。一旦一个Socket连接建立，那么数据就能够双向传输，直到其中一端关闭连接。

由于我过去要在一个进行中的项目中使用Socket，所以我开发并提炼了几个C++类来封装原始Socket API调用。通常，请求数据的应用程序叫做客户端Client，而为请求服务叫做服务器Server。我创建了两个主要的类 ClientSocket 和 ServerSocket，用他们，客户端和服务器端就可以交换数据了。

本文的目标就是教会你如何再你的程序中使用 ClientSocket 和 ServerSocket。我们首先简要探讨一下cs通信，接着我们会编写一个简单且使用着两个类的server和client。

2. CS 通信概览

再开始讨论具体代码之前，我们应该简要看一下一个典型的CS连接。如下这张表格给出了这些步骤的大概情况：

Server	Client
1. 建立一个监听端口，等待来自客户端的连接
	2. 创建一个客户端端口，并且尝试链接到服务器。
3. 接受客户端的连接请求。
4. 发送和接受数据。	4. 发送和接受数据。
5. 关闭连接	5. 关闭连接

基本上说，首先，服务器监听一个端口，并且等待来自客户端的连接。之后客户端创建一个，并且尝试连接服务器。接着，服务器接受了来自客户端的连接，并且开始交换数据。一旦所有的数据都已经通过socket连接传输完毕，那么任意一方都可以关闭连接了。

3. 简单的CS实现

现在我们开始讨论一下代码了。那么在接下来的章节里面，我们回逐步建立CS双边代码来执行所有再前文中提到的功能。我们回实现一些典型的功能，例如创建服务器端口监听用的socket，接着创建客户端连接服务器的socket等等。所有这些代码可以在simple_server_main.cpp 和 simple_client_main.cpp 找到。

如果你仅仅想检验看看这些源码是否好用，那么请直接跳到这一节。它列出来项目中所用的所有的文件，并且讨论了如何编译和测试他们。

3.1 Server - 建立监听Socket

我们要坐的第一件事情就是要创建一个简单的服务器，用来监听来自客户端的请求。如下是用来建立一个服务器socket的代码：

列表1 : 创建 server socket ( 部分 simple_server_main.cpp 的代码)

#include "ServerSocket.h"
#include "SocketException.h"
#include <string>

int main ( int argc, int argv[] )
{
try
    {
      // 创建 server socket
      ServerSocket server ( 30000 );

      // 其余的代码是接受连接，处理请求等等
    }
catch ( SocketException& e )
   {
      std::cout << "Exception was caught:" << e.description() << "\nExiting.\n";
    }

return 0;
}

这就是创建一个server socket所需的一切了。ServerSocket 类的构造函数调用了一个必须的socket API来设置监听socket。它隐藏了很多细节，所以对你来说，所有要做的就是创建一个类的实例开始监听本地端口。

注意 try/catch 语句块。ServerSocket 和 ClientSocket 类使用了C++的异常处理。如果一个类方法因为某些原因调用失败，那么它就抛出SocketException 类型的异常，这个异常被定义再SocketException.h中。如果不处理这个异常，就是直接导致程序结束，所以最好处理一下。你可以通过调用SocketException 的 description() 方法来获取错误信息。