TCP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

更新時(shí)間：2023年08月22日 16:07:23 作者：終為nullptr

今天我們要介紹的是使用TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，相比于之前寫的UDP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信，在主體邏輯上并沒有差別，下面，我們具體來看看UDP和TCP在編碼的實(shí)現(xiàn)上有什么不同，感興趣的朋友一起看看吧

前言

今天我們要介紹的是使用TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，相比于之前寫的UDP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信，在主體邏輯上并沒有差別?？蛻舳讼蚍?wù)器發(fā)送信息，服務(wù)器接受信息并回顯，因?yàn)閁DP是面向數(shù)據(jù)報(bào)，而TCP是面向連接的，所以在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候接口上會有一些差別，下面，我們具體來看看UDP和TCP在編碼的實(shí)現(xiàn)上有什么不同。

1.接口介紹

因?yàn)門CP是面向連接的，所以服務(wù)器創(chuàng)建完套接字，然后綁定成功后，將套接字設(shè)置為監(jiān)聽套接字

服務(wù)器啟動之后，首先需要根據(jù)監(jiān)聽套接字建立連接，建立連接成功后返回一個(gè)新的文件描述符，后續(xù)的通信都是按照這個(gè)新的文件描述符按照讀寫文件的形式進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)。

對于客戶端來說創(chuàng)建完套接字之后，客戶端啟動之后首先需要建立連接

listen():設(shè)置sock為監(jiān)聽狀態(tài)

 #include <sys/types.h>       
 #include <sys/socket.h>
 int listen(int sockfd, int backlog);

sockfd:創(chuàng)建套接字的返回值

backlog:底層全連接隊(duì)列的長度

accept()：服務(wù)端建立連接

#include <sys/types.h>         
#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

sockfd:監(jiān)聽套接字

struct sockaddr* addr:輸出型參數(shù)，可以獲取服務(wù)端的IP地址和port端口號

socklen_t* addrlen:結(jié)構(gòu)體的大小

返回值：返回一個(gè)新打開的文件描述符

connect():客戶端建立連接

#include <sys/types.h>        
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);

sockfd:創(chuàng)建套接字返回值

struct sockaddr* addr:輸出型參數(shù)，用來填寫需要訪問的服務(wù)端的IP地址和port端口號

socklen_t addrlen:結(jié)構(gòu)體的大小

2.編寫服務(wù)器

tcpServer.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include "log.hpp"
namespace server
{
    using namespace std;
    enum
    {
        USAGE_ERR = 1,
        SOCKET_ERR,
        BIND_ERR,
        LISTEN_ERR
    };
    static const uint16_t gport = 8080;
    static const int gback = 5;
    class TcpServer
    {
    public:
        TcpServer(const uint16_t &port = gport)
            : _port(gport), _sock(-1)
        {}
        void InitServer()
        {
            _sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
            if (_sock < 0)
            {
                logMessage(FATAL, "create socket error");
                exit(SOCKET_ERR);
            }
            logMessage(NORMAL, "create socket success");
            // 綁定：
            struct sockaddr_in local;
            local.sin_family = AF_INET;
            local.sin_port = htons(_port);
            local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
            if (bind(_sock, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) < 0)
            {
                logMessage(FATAL, "bind socket error");
                exit(BIND_ERR);
            }
            logMessage(NORMAL, "bind socket success");
            // 設(shè)置sock為監(jiān)聽狀態(tài)：
            if (listen(_sock, gback) < 0)
            {
                logMessage(FATAL, "listen socket error");
                exit(LISTEN_ERR);
            }
            logMessage(NORMAL, "listen socket success");
        }
        void start()
        {
            for (;;)
            {
                // 建立連接：
                struct sockaddr_in peer;
                socklen_t len = sizeof(peer);
                int sock = accept(_sock, (struct sockaddr *)&peer, &len); 
                if (sock < 0)
                {
                    logMessage(ERROR, "accept error, next");
                    continue;
                }
                logMessage(NORMAL, "accept a new link success");
                std::cout << "sock: " << sock << std::endl;
                //未來通信全部用sock,面向字節(jié)流的，后續(xù)全部都是文件操作：
                serviceIO(sock);
                close(sock);
            }
        }
        void serviceIO(int sock)
        {
            char buffer[1024];
            while(true)
            {
                ssize_t n = read(sock,buffer,sizeof(buffer)-1);
                if(n > 0)
                {
                    buffer[n] = 0;
                    cout << "recvice message: " << buffer << endl;
                    string outbuffer = buffer;
                    outbuffer += "[server echo]";
                    write(sock,outbuffer.c_str(),outbuffer.size());
                }
                else if(n == 0)
                {
                    // 代表client退出
                    logMessage(NORMAL, "client quit, me too!");
                    break;
                }
            }
        }
        ~TcpServer()
        {}
    private:
        int _sock;
        uint16_t _port;
    };
}

tcpServer.cc:啟動服務(wù)器

#include"tcpServer.hpp"
#include<memory>
using namespace server;
static void Usage(string proc)
{
    cout << "\nUsage:\n\t" << proc << " local_port\n\n";
}
int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc != 2)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(USAGE_ERR);
    }
    uint16_t port = atoi(argv[1]);
    unique_ptr<TcpServer> tcs(new TcpServer(port));
    tcs->InitServer();
    tcs->start();
    return 0;
}

3.編寫客戶端

tcpClient.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
namespace client
{
    using namespace std;
    class TcpClient
    {
    public:
        TcpClient(const string& serverip,const uint16_t port)
        :_serverip(serverip),_port(port),_sock(-1)
        {}
        void InitClient()
        {
            _sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
            if(_sock < 0)
            {
                cerr << "create sock fail" << endl;
                exit(-1);
            }
        }
        void start()
        {
            //建立連接：
            struct sockaddr_in server;
            server.sin_family = AF_INET;
            server.sin_port = htons(_port);
            server.sin_addr.s_addr = inet_addr(_serverip.c_str());
            if(connect(_sock,(struct sockaddr*)&server,sizeof(server)) != 0)
            {
                cerr << "connect fail" << endl;
            }
            else
            {
                string message;
                while(true)
                {
                    cout << "Please Enter: ";
                    getline(cin,message);
                    write(_sock,message.c_str(),message.size());
                    char buffer[1024];
                    int n = read(_sock,buffer,sizeof(buffer)-1);
                    if(n > 0)
                    {
                        buffer[n] = 0;
                        cout << "Server回復(fù): " << buffer << endl;
                    }
                    else
                    {
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        ~TcpClient()
        {
            if(_sock >= 0)
                close(_sock);
        }
    private:
        string _serverip;
        uint16_t _port;
        int _sock;
    };
} // namespace client

tcpClient.cc:啟動客戶端

#include"tcpClient.hpp"
#include<memory>
using namespace client;
static void Usage(string proc)
{
    cout << "\nUsage:\n\t" << proc << " serverip serverport\n\n";
}
int main(int argc,char* argv[])
{
    if(argc != 3)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(-1);
    }
    uint16_t port = atoi(argv[2]);
    string ip = argv[1];
    unique_ptr<TcpClient> tcc(new TcpClient(ip,port));
    tcc->InitClient();
    tcc->start();
    return 0;
}

4.編譯鏈接

makefile:

.PHONY:all
all:tcpServer tcpClient
tcpServer:tcpServer.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11
tcpClient:tcpClient.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11
.PHONY:clean
clean:
	rm tcpServer tcpClient

5.測試

如圖所示，服務(wù)端和客戶端可以完成正常的數(shù)據(jù)通信了。

6.總結(jié)

TCP協(xié)議和UDP協(xié)議在數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)中，除了一些接口使用的不同之外，其實(shí)并沒有太大的不同，在之前說的UDP是面向數(shù)據(jù)報(bào)的而TCP是面向字節(jié)流的，這些特性又是如何體現(xiàn)的呢？關(guān)于這個(gè)問題，博主將在后面的文章中會為大家繼續(xù)進(jìn)行介紹。不要錯(cuò)過哦！

到此這篇關(guān)于TCP服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的文章就介紹到這了,更多相關(guān)TCP服務(wù)器數(shù)據(jù)通信內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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