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TCP socket

news 来源：原创 2024/9/21 5:45:10

TCP的socket和UDP大同小异，基本的代码结构都是相同的。一些相同的接口本文就不赘述了，例如，socket,bind，有需要看这篇文章UDP socket

服务端server

两步：初始化服务端，运行服务端

初始化服务端

创建socket，bind IP和端口号，listen监听

socket的第二个参数使用SOCK_STREAM，因为与UDP不同的是TCP面向字节流。其余的与UDP无异。

listen接口

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    void init(){// socketsockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sockfd_ < 0){exit(1);}// bindstruct sockaddr_in local;local.sin_family = AF_INET;inet_pton(AF_INET, ip_.c_str(), &local.sin_addr);local.sin_port = htons(port_);int n = bind(sockfd_, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local));if (n < 0){exit(2);}// listenif (listen(sockfd_, 10) < 0){exit(3);}}

运行服务端

四步：accept接收请求，接收数据，处理数据，最后发送数据

accept接口

初始化socket得到的文件描述符是用来listen的，而accept获得的文件描述符才是用来传输数据的，read和write接口就是用这个描述符的。

read和write很简单，第一个参数是文件描述符，第二个参数是读取/发送的数据地址，第三个参数是数据的大小

void run(){while (1){// acceptstruct sockaddr_in client;socklen_t len = sizeof(client);int lis_fd = accept(sockfd_, (struct sockaddr *)&client, &len);// 接收数据char buf[1024] = {0};int n = read(lis_fd, buf, sizeof(buf));if (n < 0){break;}else if (n == 0){cout << "quit" << endl;break;}else{buf[n] = 0;std::cout << "server get msg:" << buf << std::endl;// 处理数据std::string msg = "server say: I have get msg >_";msg += buf;write(lis_fd, msg.c_str(), msg.size());}}}

客户端client

五步：创建socket(同服务端)->bind(由OS完成)->connect请求连接->发送数据write->接收数据read

connect接口

第一个参数是socket获得的文件描述符，第二个是要连接的服务端的属性结构体（记得类型转换），TCP的结构体数据类型是struct sockaddr_in。第三个是结构体大小

int main(int argc, char *argv[])
{if (argc != 3){std::cout << argv[0] << "[ip]" << "[port]" << std::endl;return -1;}// 获取命令行参数uint16_t port = stoi(argv[2]);string ip = argv[1];struct sockaddr_in server;server.sin_family = AF_INET;server.sin_port = htons(port);server.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());while (1){// socketint sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sockfd < 0){std::cout << "client create fail" << endl;exit(1);}// bind由os随机分配端口完成// connectint n = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server, (socklen_t)sizeof(server));if (n < 0){std::cout << "client connect fail" << std::endl;exit(2);}std::string msg;std::cout << "Please Enter>_";getline(std::cin, msg);// 发送数据n = write(sockfd, msg.c_str(), msg.size());if (n < 0){std::cout << "write fail" << std::endl;continue;}char buf[1024] = {0};// 接收数据n = read(sockfd, buf, sizeof(buf));if (n < 0){std::cout << "read fail" << std::endl;continue;}buf[n] = 0;cout << buf << endl;}
}

序列化和反序列化

序列化是将数据结构或对象转换为一种可以存储或传输的格式，反序列化是序列化的逆过程，它将序列化后的数据重新还原为原始的对象或数据结构。

其实这本质和协议是一样的，都是一种约定。服务端和客户端都按照一个相同的规则将收发的数据做处理，以便于数据的传输。

序列化和反序列化的应用场景

网络编程：
客户端与服务器之间传输数据时，往往通过序列化和反序列化的方式来进行。例如，在你写的 TCP 客户端/服务器代码中，客户端需要将数据（如数学表达式）序列化后发送给服务器，服务器再反序列化处理并返回结果。
数据持久化：
将内存中的数据或对象序列化后保存到数据库或文件中，以便稍后可以重新加载数据并继续使用。
跨进程通信：
当两个不同的进程需要交换数据时，序列化可以将复杂数据结构转换为字节流，方便在进程之间传递。

源码

//tcpserver.hpp
#include <iostream>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>enum
{SocketFail = 1,BindFail,ListenError
};
class tcpServer
{
public:tcpServer(std::string ip = "0.0.0.0", uint16_t port = 8888): ip_(ip), port_(port){}~tcpServer(){}void init(){// socketsockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sockfd_ < 0){exit(SocketFail);}// bindstruct sockaddr_in local;local.sin_family = AF_INET;inet_pton(AF_INET, ip_.c_str(), &local.sin_addr);local.sin_port = htons(port_);int n = bind(sockfd_, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local));if (n < 0){exit(BindFail);}// listenif (listen(sockfd_, 10) < 0){exit(ListenError);}}void run(){while (1){// acceptstruct sockaddr_in client;socklen_t len = sizeof(client);int lis_fd = accept(sockfd_, (struct sockaddr *)&client, &len);// 接收数据char buf[1024] = {0};int n = read(lis_fd, buf, sizeof(buf));if (n < 0){break;}else if (n == 0){cout << "quit" << endl;break;}else{buf[n] = 0;std::cout << "server get msg:" << buf << std::endl;// 处理数据std::string msg = "server say: I have get msg >_";msg += buf;write(lis_fd, msg.c_str(), msg.size());}}}private:int sockfd_;std::string ip_;uint16_t port_;
};
//tcpclient.cpp
#include <iostream>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[])
{if (argc != 3){std::cout << argv[0] << "[ip]" << "[port]" << std::endl;return -1;}// 获取命令行参数uint16_t port = stoi(argv[2]);string ip = argv[1];struct sockaddr_in server;server.sin_family = AF_INET;server.sin_port = htons(port);server.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());while (1){// socketint sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sockfd < 0){std::cout << "client create fail" << endl;exit(1);}// bind由os随机分配端口完成// connectint n = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server, (socklen_t)sizeof(server));if (n < 0){std::cout << "client connect fail" << std::endl;exit(2);}std::string msg;std::cout << "Please Enter>_" << std::endl;getline(std::cin, msg);// 发送数据n = write(sockfd, msg.c_str(), msg.size());if (n < 0){std::cout << "write fail" << std::endl;continue;}char buf[1024] = {0};// 接收数据n = read(sockfd, buf, sizeof(buf));if (n < 0){std::cout << "read fail" << std::endl;continue;}buf[n] = 0;cout << buf << endl;}
}
//main.cpp
#include "tcpServer.hpp"
#include <memory>int main()
{std::unique_ptr<tcpServer> server(new tcpServer);server->init();server->run();return 0;
}