Socket编程小结

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本部分内容是对之前博客【 Ubuntu下进行Socket编程】中的补充说明，在这篇博客中，我将详细解释Socket编程的代码，分析编程的流程和思想。

声明：本部分代码分别引用自【Linux C Socket编程原理及简单实例】以及【Linux网络编程：socket文件传输范例】。

首先我们先分析第一份较为简单的代码，使用Socket编程完成一个两个控制台窗口之间通信的demo。

简单通信

在分析之前，我推荐你先看一下这篇博客【简单理解Socket】，上面很详细的解释说明了Socket编程的过程中，服务器端和客户端分别需要调用的函数和调用流程。比如博客中下面这张图，很重要也很直观的。

接下来我们开始分析代码，看代码的过程中，我们需要不断回头看看上面这张流程图，方便对整个代码进行理解剖析。

服务器端代码如下。

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/shm.h>

#define MYPORT  8887
#define QUEUE   20
#define BUFFER_SIZE 1024

int main()
{
    ///获得sockfd
    // SOCK_STREAM 表明使用TCP协议（有序，流）
    // 参考地址 http://baike.baidu.com/link?url=msvzh3jij6QHrqSMUVsst9P7o0wCNRJFS2qwZ_G5uu0hBL090wOB-4Nfgv7ye2-ZlQ3ZnnR4tqueYg6ThnqXSNP6aRe371EX2dhl5uYZ_jm
    int server_sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM, 0);

    ///定义sockaddr_in，用来表示接受方的IP地址
    struct sockaddr_in server_sockaddr;
    server_sockaddr.sin_family = AF_INET; // 设置地址家族
    // htons是将整型变量从主机字节顺序转变成网络字节顺序， 就是整数在地址空间存储方式变为：高位字节存放在内存的低地址处。 参考地址：http://baike.baidu.com/link?url=QUJ7h2uCP-Fag7xTlSgVCsZyGFr-hqJuaO-L5wRHbH7ODChk-vsHwsiipqVqIiJeNf1dCz4aeJ7SEvC-324Hfa
    // 绑定端口号至8887号
    server_sockaddr.sin_port = htons(MYPORT); // 设置端口
    // htonl将主机数转换成无符号长整型的网络字节顺序。本函数将一个32位数从主机字节顺序转换成网络字节顺序。
    // INADDR_ANY就是指定地址为0.0.0.0的地址，这个地址事实上表示不确定地址，或“所有地址”、“任意地址”。 一般来说，在各个系统中均定义成为0值。 参考地址：http://baike.baidu.com/link?url=UnkEXjpR6yhwsqWJ9d_77IzqsbEPaiO_e8WI355TORvFwpgf9zO4sQcBLilHuKxTYEOanDCWxGedtp_8-7BfVDZwyjN8ZDJDLrXitPwr49Bf5E7OwvEKHQj6EjZQHGcPU8DpDDsdeixUmYnZxgJMya
    server_sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 设置地址

    ///bind，成功返回0，出错返回-1
    if(bind(server_sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(server_sockaddr))==-1)
    {
        perror("bind");
        exit(1);
    }

    ///listen，成功返回0，出错返回-1
    // 消息队列长度为20
    if(listen(server_sockfd, QUEUE) == -1)
    {
        perror("listen");
        exit(1);
    }

    ///客户端套接字
    char buffer[BUFFER_SIZE];
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t length = sizeof(client_addr);

    ///成功返回非负描述字，出错返回-1
    int conn = accept(server_sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr, &length);
    if(conn<0)
    {
        perror("connect");
        exit(1);
    }

    while(1)
    {
        memset(buffer,0,sizeof(buffer));
        int len = recv(conn, buffer, sizeof(buffer),0);
        if(strcmp(buffer,"exit\n")==0)
            break;
        fputs(buffer, stdout);
        send(conn, buffer, len, 0);
    }
    close(conn);
    close(server_sockfd);
    return 0;
}

仔细查看代码，各种参数的设置原因我已经写在注释中了，就不再赘述。稍加注意我们便可以发现服务器端代码中，依次调用了socket, bind, listen, accept, recv, close。整个流程是符合我们之前放出来的那张图的，我们在计算机网络中也学习过，5层网络模型中，socket套接字担任了应用层和网络层之间通信的任务，我们也知道了每个socket套接字会绑定一个特定的端口，从而接受这个端口传入的讯息。

详细分析

代码中，首先使用socket函数定义消息使用IPv4网络，建立一个面向连接的稳定数据传输，即TCP传输。

然后作者定义了一个sockaddr_in结构体，用来存放服务器的信息。sockaddr_in中存放了客户端的网络通信方式——IPv4，TCP，以及监听的ip地址。（这里监听的0.0.0.0，表示监听本机上所有的ip地址，这里的ip地址是指5层网络中的第4层网络层的ip地址，即服务器端自身的ip地址，这部分资料可以参考【关于socket绑定INADDR_ANY】）。上面有比较详细的解释。

接下来调用bind函数绑定socket，同时调用listen开始监听，使用accept接收消息队列中的消息内容，监听的ip和端口号已经在sockaddr_in中已经定义好了。

接着使用一个while循环忙等待，等待调用recv让服务端收到从其他客户端发来的消息。send表示将消息发送出去。

只要将服务端的代码看懂，类似的，我们也能够很简单的看懂客户端的代码内容。请自行对着那张流程图和代码进行比对阅读。

demo2分析

仔细查看demo2使用TCP传输文件的例子，其实和上一个demo没什么本质上的区别，流程的关键代码都一致。不过稍微注意的是，在这一份demo中多了一行代码。

setsockopt(server_socket_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

关于这一行代码的解释，我在这里就不多说了，因为我也并没有很看明白，如果你有兴趣的话，可以参考这篇博客，上面有很详尽的解释以及说明。【setsockopt()用法（参数详细说明）】

到这里其实想不出还有什么需要在解释的了，代码很简单，因为这两份demo都很纯粹，简单几行代码便能够展示清楚使用TCP变成的操作方法和顺序（如果你想使用UDP编程的话，方法类似）。

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