SOCKET应用实例
作者：互联网
SOCKET应用实例
这里给出两个编程实例代码，一个是面向流式套接字c/s例子，一个是非阻塞的多人聊天服务器示例。
1.面向流式套接字c/s例子
准备
打开Ubuntu、远程连接树莓派，分别在树莓派和Ubuntu上编写服务端和客户端代码并编译。
ubuntu:
mkdir daima //创建文件夹
cd daima //进入文件夹
gedit server.c //创建 server.c 文件
gcc server.c -o server
树莓派
mkdir daima //创建文件夹
cd daima //进入文件夹
nano client.c //创建 client.c 文件
gcc client.c -o client
先运行服务端（server）后运行客户端(client)。
代码
client.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#define PORT "9090" //the port client will be connecting to
#define MAXDATASIZE 100 //max number of bytes we can get at once
//get sockaddr, IPv4 or IPv6
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
if(sa->sa_family == AF_INET)
{
return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
}
return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd, numbytes;
char buf[MAXDATASIZE];
struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
/*
typedef struct addrinfo {
int ai_flags; //AI_PASSIVE,AI_CANONNAME,AI_NUMERICHOST
int ai_family; //AF_INET,AF_INET6
int ai_socktype; //SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM
int ai_protocol; //IPPROTO_IP, IPPROTO_IPV4, IPPROTO_IPV6 etc.
size_t ai_addrlen; //must be zero or a null pointer
char* ai_canonname; //must be zero or a null pointer
struct sockaddr* ai_addr; //must be zero or a null pointer
struct addrinfo* ai_next; //must be zero or a null pointer
}
其中ai_flags、ai_family、ai_socktype说明如下：
参数 取值 值 说明
ai_family AF_INET 2 IPv4
AF_INET6 23 IPv6
AF_UNSPEC 0 协议无关
ai_protocol IPPROTO_IP 0 IP协议
IPPROTO_IPV4 4 IPv4
IPPROTO_IPV6 41 IPv6
IPPROTO_UDP 17 UDP
IPPROTO_TCP 6 TCP
ai_socktype SOCK_STREAM 1 流
SOCK_DGRAM 2 数据报
ai_flags AI_PASSIVE 1 被动的，用于bind，通常用于server socket
AI_CANONNAME 2
AI_NUMERICHOST 4 地址为数字串
*/
int rv;
char s[INET6_ADDRSTRLEN];
//如果命令行参数不等于 2 ，则执行下面的语句
if(argc != 2)
{
fprintf(stderr, "usage:client hostname\n"); //打印错误消息
exit(1); //退出
}
//将hints内存的内容置 0
memset(&hints, 0, sizeof hints);
//设置协议无关
hints.ai_family = AF_UNSPEC;
//设置套接为流
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
/*
int getaddrinfo( const char *hostname, const char *service,
const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **result );
参数说明
hostname:一个主机名或者地址串(IPv4的点分十进制串或者IPv6的16进制串)
service：服务名可以是十进制的端口号，也可以是已定义的服务名称，如ftp、http等
hints：可以是一个空指针，也可以是一个指向某个addrinfo结构体的指针，
调用者在这个结构中填入关于期望返回的信息类型的暗示。
举例来说：指定的服务既可支持TCP也可支持UDP，
所以调用者可以把hints结构中的ai_socktype成员设置成SOCK_DGRAM，
使得返回的仅仅是适用于数据报套接口的信息。
result：本函数通过result指针参数返回一个指向addrinfo结构体链表的指针。
返回值：0——成功，非0——出错
getaddrinfo 函数能够处理名字到地址以及服务到端口这两种转换，
返回的是一个sockaddr结构的链表而不是一个地址清单。
这些sockaddr结构随后可由套接口函数直接使用。
如此一来，getaddrinfo函数把协议相关性安全隐藏在这个库函数内部。
应用程序只要处理由getaddrinfo函数填写的套接口地址结构。
*/
if((rv = getaddrinfo(argv[1], PORT, &hints, &servinfo)) != 0)
{
fprintf(stderr, "getaddrinfo:%s\n",gai_strerror(rv));
return 1;
}
//遍历所有返回结果并链接到第一个成功连接的套接
for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next)
{
//创建一个套接字
if((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype, p->ai_protocol)) == -1)
{
perror("client:socket");
continue;
}
//连接状态判断
if(connect(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1)
{
close(sockfd);
perror("client:connect");
continue;
}
//如果创建套接字成功且连接成功，则退出循环
break;
}
//如果套接口地址为空，则打印结果
if(p == NULL)
{
fprintf(stderr, "client:failed to connect\n");
return 2;
}
//inet_ntop 函数可以将 IP 地址在“点分十进制”和“整数”之间转换
inet_ntop(p->ai_family, get_in_addr((struct sockaddr*)p->ai_addr), s, sizeof s);
printf("client:connecting to %s\n",s);
//freeaddrinfo 函数释放 getaddriinfo 函数返回的存储空间
freeaddrinfo(servinfo);
//recv 函数用于判断缓冲区数据传输的状态，传输异常则打印消息比并退出
if((numbytes = recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE-1, 0)) == -1)
{
perror("recv");
exit(1);
}
//将字符数组的最后一位置 \0 ，用于后面一次性输出
buf[numbytes] = '\0';
printf("client:received %s\n",buf);
close(sockfd);
return 0;
}
server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
#define PORT "9090" //the port users will be connecting to
#define BACKLOG 10 //how many pending connections queue will hold
void sigchld_handler(int s)
{
//Waitpid temporarily stops the execution of the current process until a signal arrives or the child process terminates.
while(waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);
}
//get sockaddr, IPv4 or IPv6:
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
if(sa->sa_family == AF_INET)
{
return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
}
return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}
int main(void)
{
int sockfd, new_fd; //listen on sock_fd,new connection on new_fd
struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
struct sockaddr_storage their_addr; //connector's address information
socklen_t sin_size;
//The data type "socklen_t" and int should have the same length.
//Otherwise, you break the padding of the BSD socket layer.
struct sigaction sa;
//Sigaction is a function that can be used to query or set up signal processing
int yes = 1;
char s[INET6_ADDRSTRLEN];
int rv;
//Set the Hints memory to zero
memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
hints.ai_flags = AI_PASSIVE; //use my IP
if((rv = getaddrinfo(NULL, PORT, &hints, &servinfo)) != 0)
{
fprintf(stderr, "getaddrinfo:%s\n", gai_strerror(rv));
return 1;
}
//loop through all the results and bind to the first we can
for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next)
{
if((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype, p->ai_protocol)) == -1)
{
perror("server:socket");
continue;
}
if(setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int)) == -1)
{
perror("setsockopt");
exit(1);
}
if(bind(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1)
{
close(sockfd);
perror("server:bind");
continue;
}
break;
}
//If the pointer P is null, an error message is printed
if(p == NULL)
{
fprintf(stderr, "server:failed to bind\n");
return 2;
}
//all done with this structure
freeaddrinfo(servinfo);
/*
Leave a socket in the state of listening for incoming connection requests
If the listening fails, exit
*/
if(listen(sockfd, BACKLOG) == -1)
{
perror("listen");
exit(1);
}
sa.sa_handler = sigchld_handler; //reap all dead processes
sigemptyset(&sa.sa_mask);
sa.sa_flags = SA_RESTART;
if(sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL) == -1)
{
perror("sigaction");
exit(1);
}
printf("server:waiting for connections...\n");
//main accept() loop
while(1)
{
sin_size = sizeof their_addr;
new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&their_addr, &sin_size);
if(new_fd == -1)
{
perror("accept");
continue;
}
inet_ntop(their_addr.ss_family, get_in_addr((struct sockaddr*)&their_addr), s, sizeof s);
printf("server:got connection from %s\n",s);
if(!fork()) //this is the child process
{
close(sockfd); //child doesn't need the listener
if(send(new_fd, "Hello,world!", 13, 0) == -1)
perror("send");
close(new_fd);
exit(0);
}
close(new_fd); //parent doesn't need this
}
return 0;
}
运行结果：
2.非阻塞的多人聊天服务器端
至少准备三个（Ubuntu 或者 树莓派）Linux 系统：一个充当服务器端，另外两个充当客户端（必须连上同一个手机热点）
代码
server
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#define PORT "9090" //port we're listening on
//get sockaddr,IPv4 or IPv6:
//sockaddr 结构体：存储参与（IP）Windows/linux套接字通信的计算机上的一个internet协议（IP）地址
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
if(sa->sa_family == AF_INET){
return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
}
return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}
int main(void)
{
fd_set master; //主文件描述符列表
fd_set read_fds; //select() 的临时文件描述符列表
/*
当调用 select() 时，由内核根据 IO 状态修改 fd_set 的内容
由此来通知执行了 select() 的进程哪一 socket 或文件发生了可读或可写事件
*/
int fdmax; //最大文件描述符
int listener; //监听套接字描述符
int newfd; //新接受的套接字描述符
//sockaddr_storage 结构体：存储套接字地址信息
struct sockaddr_storage remoteaddr; //客户端地址
socklen_t addrlen;//socklen_t 和 int 相同长度的一种类型
char buf[256]; //用于客户端数据的缓冲区
int nbytes;
int yes=1; //for setsockopt() SO_REUSEADDR,below
int i,j,rv;
char remoteIP[INET_ADDRSTRLEN];
struct addrinfo hints,*ai,*p; //地址信息结构体
FD_ZERO(&master); //清除主文件描述符列表
FD_ZERO(&read_fds); //清楚临时文件描述符列表
//给我们一个套接字并绑定它
memset(&hints, 0, sizeof hints); //地址信息置零
hints.ai_family = AF_UNSPEC; //AF_UNSPEC（协议无关）
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; //SOCK_STREAM（流）
hints.ai_flags = AI_PASSIVE; //AI_PASSIVE（被动的，用于 bind）
if((rv = getaddrinfo(NULL, PORT, &hints, &ai)) != 0)
{
fprintf(stderr, "selectserver:%s\n", gai_strerror(rv));
exit(1);
}
//遍历所有的结果
for(p = ai; p != NULL; p = p->ai_next)
{
//创建套接字并赋值给 listener 套接字描述符
listener = socket(p->ai_family, p->ai_socktype, p->ai_protocol);
if(listener < 0)
{
continue;
}
//setsockope 函数用于任意类型、任意状态套接字的设置选项
setsockopt(listener, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof(int));
/*
bind 函数：用于未连接的数据报或流类套接口，把一本地址与一套接口捆绑
在 connect() 或 listen() 调用前使用
*/
if(bind(listener, p->ai_addr, p->ai_addrlen) < 0)
{
close(listener);
continue;
}
break;
}
if(p == NULL)
{
fprintf(stderr, "selectserver:failed to bind\n");
exit(2);
}
//到了这里，意味着服务器的地址和端口绑定完成，可以释放 ai 的内存
freeaddrinfo(ai);
/*
listen 函数：创建一个套接口并监听申请的连接.
参数一：用于标识一个已捆绑未连接套接口的描述符
参数二：等待连接队列的最大长度（这里是 10）
*/
if(listen(listener, 10) == -1)
{
perror("listen");
exit(3);
}
//将侦听器添加到主文件
FD_SET(listener, &master);
//跟踪最大的文件描述符
fdmax = listener; //到目前为止，是这个
//主循环
for(;;)
{
read_fds = master; //将主文件描述符表复制到临时文件描述符表
/*
select 函数：确定一个或多个套接口的状态，如需要则等待。
原型：int select( int nfds, fd_set FAR* readfds, fd_set * writefds,
fd_set * exceptfds, const struct timeval * timeout);
nfds：是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1，
不能错！在Windows中这个参数的值无所谓，可以设置不正确。
readfds：（可选）指针，指向一组等待可读性检查的套接口。
writefds：（可选）指针，指向一组等待可写性检查的套接口。
exceptfds：（可选）指针，指向一组等待错误检查的套接口。
timeout：select()最多等待时间，对阻塞操作则为 NULL。
*/
if(select(fdmax + 1, &read_fds, NULL, NULL, NULL) == -1)
{
perror("select");
exit(4);
}
//运行现有的连接，查找要读取的数据
for(i = 0; i <= fdmax; i++)
{
/*
宏原型：int FD_ISSET（int fd,fd_set *fdset）
在调用 selelct() 函数后，用 FD_ISSET 来检测 fd 在 fdset 集合中的状态是否变化
返回整形，当检测到 fd 状态发生变化时返回真，否则返回假
*/
if(FD_ISSET(i, &read_fds)) //得到了一个连接
{
if(i == listener)//如果新连接为最大文件描述符
{
//处理新连接
addrlen = sizeof remoteaddr;
newfd = accept(listener, (struct sockaddr *)&remoteaddr, &addrlen);
if(newfd == -1)
{
perror("accept");
}
else
{
FD_SET(newfd, &master); //添加到主文件描述符列表
if(newfd > fdmax) //记录最大值
{
fdmax = newfd;
}
printf("selectserver:new connection from %s on socket %d\n", inet_ntop(remoteaddr.ss_family, get_in_addr((struct sockaddr*)&remoteaddr), remoteIP, INET_ADDRSTRLEN), newfd);
}
}
else
{
//处理来自客户端的数据
if((nbytes = recv(i, buf, sizeof buf, 0)) <= 0)
{
//出现错误或连接被客户端关闭
if(nbytes == 0)
{
//连接关闭了
printf("selectserver:socket %d hung up\n", i);
}
else
{
perror("recv");
}
close(i); //关闭
FD_CLR(i, &master); //从主文件描述符列表中删除
}
else
{
//我们从一个客户那里得到了一些数据
for(j =0; j <= fdmax; j++)
{
//发给大家！
if(FD_ISSET(j, &master))
{
//除了监听器和我们自己
if(j != listener && j != i)
{
if(send(j, buf, nbytes, 0) == -1)
{
perror("send");
}
}
}
}
}
} //END handle from client
} //END got new incoming connection
} //END looping through file descriptors
} //END for(;;)--and you thought it would never end!
return 0;
}
client
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <syspes.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#define PORT "9090" //the port client will be connecting to
#define MAXDATASIZE 100 //max number of bytes we can get at once
int sockfd, numbytes;
char buf[MAXDATASIZE];
//get sockaddr, IPv4 or IPv6
void *get_in_addr(struct sockaddr *sa)
{
if(sa->sa_family == AF_INET)
{
return &(((struct sockaddr_in*)sa)->sin_addr);
}
return &(((struct sockaddr_in6*)sa)->sin6_addr);
}
void *recvMag()
{
while(1)
{
if((numbytes = recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE-1, 0)) == -1)
{
perror("recv");
exit(1);
}
if(numbytes == 1)
continue;
buf[numbytes] = '\0';
printf("\nreceived：%s\n",buf);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
int rv;
char s[INET6_ADDRSTRLEN];
pthread_t t1;
char mag[MAXDATASIZE];
if(argc != 2)
{
fprintf(stderr, "usage:client hostname\n");
exit(1);
}
memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
if((rv = getaddrinfo(argv[1], PORT, &hints, &servinfo)) != 0)
{
fprintf(stderr, "getaddrinfo:%s\n",gai_strerror(rv));
return 1;
}
for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next)
{
if((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype, p->ai_protocol)) == -1)
{
perror("client:socket");
continue;
}
if(connect(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1)
{
close(sockfd);
perror("client:connect");
continue;
}
break;
}
if(p == NULL)
{
fprintf(stderr, "client:failed to connect\n");
return 2;
}
inet_ntop(p->ai_family, get_in_addr((struct sockaddr*)p->ai_addr), s, sizeof s);
printf("client:connecting to %s\n",s);
freeaddrinfo(servinfo);
int err = pthread_create(&t1, NULL, recvMag, NULL);
if(err != 0)
{
printf("receive failed");
exit(1);
}
while(1)
{
scanf("%s", mag);
if(send(sockfd, mag, sizeof mag, 0) == -1)
{
printf("send failed!\n");
}
}
//close(sockfd);
return 0;
}
标签：sockaddr,SOCKET,ai,int,hints,实例,应用,include,struct 来源： https://blog.csdn.net/weixin_45189408/article/details/110846473