TCP/IP网络编程 学习笔记_8 --优雅地断开套接字连接

基于TCP的半关闭

TCP中的断开连接过程比建立连接过程更重要，因为建立连接过程一般不会出现什么大的变数，但断开过程就有可能发生预想不到的情况，因此要准确的掌控。

• 单方面断开连接带来的问题
  Linux的close函数和Windows的closesocket函数是完全断开连接。完全断开是指无法传输数据也不能接收数据。因此，一方这样直接断开连接就显得不太优雅了。如：主机A发送完最后的数据后，调用close函数单方断开了连接，那么最终，由主机B传输的，主机A必须接收的确认数据也销毁了(四次握手)。
  为了解决这类问题，我们一般采用半关闭的方法，这是指可以传输数据但无法接收，或可以接收数据但无法传输。就是只关闭流的一半。

• 套接字和流(Stream)
  两台主机通过套接字建立连接后进入可交换数据的状态，我们把这种状态看作一种流。如流水一样，水朝一个方向流动，同样，在套接字的流中，数据也只能向一个方向移动。示例图如下：
  
  一旦两台主机建立了套接字连接，每个主机就会拥有单独的输入流和输出流。如图，其中一个主机的输入流与另一主机的输出流相连，而输出流则与另一主机的输入流相连。我们这章讲的优雅断开连接其实就是断开其中1个流，而非同时断开两个流。

• 针对优雅断开的shutdown函数

int shutdown(int sock, int howto);
sock：需要断开的套接字文件描述符
howto：断开连接的方式，有三种：SHUT_RD：断开输入流，SHUT_WR：断开输出流，SHUT_RDWR：同时断开

基于半关闭的文件传输程序

//
// main.cpp
// hello_server
//
// Created by app05 on 15-8-10.
// Copyright (c) 2015年 app05. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);


int main(int argc, const char * argv[]) {
    int serv_sd, clnt_sd;
    FILE *fp;
    char buf[BUF_SIZE];
    int read_cnt;

    struct sockaddr_in serv_adr, clnt_adr;
    socklen_t clnt_adr_sz;

    if (argc != 2) {
        printf("Usage: %s <port> \n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    fp = fopen("/Users/app05/Desktop/server-clint/hello_server/hello_server/main.cpp", "rb");
    serv_sd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));

    bind(serv_sd, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr));
    listen(serv_sd, 5);

    clnt_adr_sz = sizeof(clnt_adr);
    clnt_sd = accept(serv_sd, (struct sockaddr *)&clnt_adr, &clnt_adr_sz);

    while (1) {
        read_cnt = fread((void *)buf, 1, BUF_SIZE, fp);
        if (read_cnt < BUF_SIZE) {
            write(clnt_sd, buf, read_cnt);
            break;
        }
        write(clnt_sd, buf, BUF_SIZE);
    }

    /*半关闭就是指一方关闭时，先只关闭输出流，输入流需要在收到另一方确认断开信息后才能关闭*/
    shutdown(clnt_sd, SHUT_WR);//关闭输出流
    read(clnt_sd, buf, BUF_SIZE);
    printf("Message from client: %s \n", buf);

    fclose(fp);
    close(clnt_sd);
    close(serv_sd);

    return 0;
}


void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}

//
// main.cpp
// hello_client
//
// Created by app05 on 15-8-10.
// Copyright (c) 2015年 app05. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>

#define BUF_SIZE 30
void error_handling(char *message);


int main(int argc, const char * argv[]) {
    int sd;
    FILE *fp;

    char buf[BUF_SIZE];
    int read_cnt;
    struct sockaddr_in serv_adr;
    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s <IP> <port> \n",argv[0]);
        exit(1);
    }

    fp = fopen("/Users/app05/Desktop/server-clint/hello_client/hello_client/receive.txt", "wb");
    sd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

    memset(&serv_adr, 0, sizeof(serv_adr));
    serv_adr.sin_family = AF_INET;
    serv_adr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    serv_adr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));

    connect(sd, (struct sockaddr *)&serv_adr, sizeof(serv_adr));

    /*read成功时返回接收的字节数(但遇到文件结尾则返回0)，失败时返回-1*/
    while ((read_cnt = read(sd, buf, BUF_SIZE)) != 0 )
        fwrite((void *)buf, 1, read_cnt, fp);

    puts("Received file data");
    write(sd, "Thank you", 10); //回复可以断开信息

    fclose(fp);
    close(sd);
    return 0;
}


void error_handling(char *message)
{
    fputs(message, stderr);
    fputc('\n', stderr);
    exit(1);
}