c++ socket网络编程详解

一、c socket 异步接收

c socket支持两种类型的接收模式：阻塞模式和非阻塞模式，但是在大量的数据传输时，阻塞模式一定会造成数据的丢失和延迟，所以使用异步接收通常是一个更加可靠的解决办法。在c++ socket中，我们可以使用select函数来实现异步接收。

while(1) {
    fd_set read_fds;
    FD_ZERO(&read_fds);
    FD_SET(sock_fd, &read_fds);
    if(select(sock_fd+1, &read_fds, NULL, NULL, NULL) <= 0) {
         continue;
    }
    if(FD_ISSET(sock_fd, &read_fds)) {
         recv(sock_fd, buffer, size, 0);
    }
}

在上述代码中，我们使用select函数监听我们的socket，当有数据可读时，便会进入recv函数来接收数据。

二、c socket 长连接

在网络编程中，短连接是指每次请求都需要建立一个新的连接，而长连接则是可以一直保持连接状态，在后续请求中都可以复用这个连接。

在c++ socket中，通过设置socket的选项SO_KEEPALIVE为1(开启TCP心跳包机制)和TCP_NODELAY为1(禁用Nagle算法)，我们可以实现长连接的功能。

int optval = 1;
setsockopt(sock_fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &optval, sizeof(optval));
setsockopt(sock_fd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &optval, sizeof(optval));

三、c socket技术

c++ socket编程中需要使用到的技术包括：TCP/IP协议、Socket编程、多线程、select的应用、数据加密和压缩等。以下是一个基本的c++ socket示例代码，实现了TCP连接和发送一条消息的功能。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[]) {

    int sock_fd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    char msg[] = "Hello, world!";

    // create socket
    sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock_fd == -1) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // set server address
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8080);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    // connect to server
    if(connect(sock_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("connect failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // send message
    if(send(sock_fd, msg, strlen(msg), 0) < 0) {
        perror("send failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // close socket
    close(sock_fd);
    return 0;
}

四、c socket通讯源代码

以下是一个基于select函数实现的简单通信源代码，包括服务器端和客户端。

服务器端

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[]) {

    int listen_fd, max_fd, client_fd[FD_SETSIZE], conn_fd;
    int nready;
    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;
    socklen_t client_len;
    char buffer[256];
    fd_set read_set, all_set;
    int i;

    // create listen socket
    listen_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(listen_fd == -1) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // set server address
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8080);
    server_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);

    // bind listen_fd
    if(bind(listen_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // listen to client requests
    if(listen(listen_fd, 10) < 0) {
        perror("listen failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    max_fd = listen_fd;
    for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++)
        client_fd[i] = -1;

    FD_ZERO(&all_set);
    FD_SET(listen_fd, &all_set);

    printf("Server running...\n");

    while(1) {
        read_set = all_set;
        nready = select(max_fd+1, &read_set, NULL, NULL, NULL);
        if(nready < 0) {
            perror("select failed");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        // if new client request
        if(FD_ISSET(listen_fd, &read_set)) {
            client_len = sizeof(client_addr);
            conn_fd = accept(listen_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);
            if(conn_fd < 0) {
                perror("accept failed");
                continue;
            }

            for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) {
                if(client_fd[i]  max_fd) {
                max_fd = conn_fd;
            }
        }

        for(i = 0; i < FD_SETSIZE; i++) {
            if(client_fd[i] < 0)
                continue;
            if(FD_ISSET(client_fd[i], &read_set)) {
                memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
                if(read(client_fd[i], buffer, sizeof(buffer)-1) == 0) {
                    printf("client[%d] closed\n", i);
                    close(client_fd[i]);
                    FD_CLR(client_fd[i], &all_set);
                    client_fd[i] = -1;
                } else {
                    printf("recv from client[%d]: %s\n", i, buffer);
                }
            }
        }
    }

    // close listen_fd
    close(listen_fd);
    return 0;
}

客户端

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[]) {

    int sock_fd;
    struct sockaddr_in server_addr;
    char buffer[256];

    // create socket
    sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock_fd == -1) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // set server address
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8080);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    // connect to server
    if(connect(sock_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("connect failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // send message
    strcpy(buffer, "Hello, world!");
    send(sock_fd, buffer, strlen(buffer), 0);
    printf("send message: %s\n", buffer);

    // close socket
    close(sock_fd);
    return 0;
}

五、c socket设置阻塞

在c++ socket编程中，我们默认使用阻塞模式来进行通信，即当进行读写操作时，程序将一直等待，直到I/O操作完成或者到达超时时间。

阻塞模式可以通过设置socket的O_NONBLOCK选项来实现非阻塞模式：

int flags = fcntl(sock_fd, F_GETFL, 0);
fcntl(sock_fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);

六、c socket传输

c++ socket中传输数据通常是通过send和recv函数进行。以下是一个基本的发送和接收数据的示例代码：

发送数据

char buffer[256];
strcpy(buffer, "Hello, world!");
send(sock_fd, buffer, strlen(buffer), 0);

接收数据

char buffer[256];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
recv(sock_fd, buffer, sizeof(buffer)-1, 0);
printf("recv message: %s\n", buffer);

七、c socket编程基础

c++ socket编程的基础可以分为以下几个方面：

1. c socket 构造

c++ socket的构造需要使用socket函数，该函数包括三个参数：地址族、套接字类型和协议。

int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

2. c socket函数

c++ socket编程需要使用一些关键的函数，包括bind、listen、accept、connect、send和recv等。以下是这些函数的基本使用方法：

bind函数

将socket与地址绑定：

struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(8080);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
bind(sock_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));

listen函数

告诉socket开始监听连接请求：

listen(sock_fd, 10);

accept函数

接受客户端的连接请求：

struct sockaddr_in client_addr;
int client_fd = accept(sock_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_len);

connect函数

向服务器发起连接请求：

struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(8080);
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
connect(sock_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr));

send函数

发送数据到对端：

char buffer[256];
strcpy(buffer, "Hello, world!");
send(sock_fd, buffer, strlen(buffer), 0);

recv函数

从对端接收数据：

char buffer[256];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
recv(sock_fd, buffer, sizeof(buffer)-1, 0);
printf("recv message: %s\n", buffer);

3. c语言socket通信

在c++ socket编程中，使用的通信协议通常是TCP/IP。

TCP/IP协议采用了面向连接的方式进行通信，可以保证数据的可靠性和完整性。但是，相比于UDP协议，TCP/IP协议的速度会稍微慢一些。

c++ socket编程中应用广泛的通信方式有：单客户端单线程、单客户端多线程、多客户端单线程和多客户端多线程。

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