linux下的socket通信小程序分享

浏览数：16 / 时间：2015年06月20日

最近学习unix网络编程，感觉东西零零碎碎，比较混乱。因此决定整理以下，发一个小博客。一来可以与大家分享以下，二来可以总结提高一下所学的东西。话说：竹子为什么长的高，因为它喜欢总结阿～～^_^

废话不多说了，上代码。小弟半路出家，入行不深，过路大神不喜勿喷阿，嘿嘿～～^_^

程序是一个基于tcp的 C/S .简单回显功能( 声明以下，不要以为注释是英语就说我是在哪里下载的，原因是我运行程序汉字老显示乱码，就改成蹩脚英语了 )。

首先是一个自己的库

 1 #ifndef MYLIB_H
 2 #define MYLIB_H
 3 
 4 #include <stdio.h>
 5 #include <stdlib.h>
 6 #include <netinet/in.h>
 7 #include <sys/socket.h>
 8 #include <arpa/inet.h>
 9 #include <unistd.h>
10 #include <string.h>
11 #include <errno.h>
12 #include <signal.h>
13 #include <sys/wait.h>
14 
15 #define    LISTENQ        1024
16 #define    MAXLINE        1460
17 #define SERV_PORT 9877
18 
19 typedef void (*SignalFunc)(int);
20 
21 SignalFunc signal(int sigNo,SignalFunc fun);
22 void sig_chld(int sigNo);
23 void sys_err(char *pa);
24 
25 #endif // MYLIB_H

这些是需要的头文件和一些宏定义，服务端和客户端都需要，我都把他们搞一块儿了，这样方便，叫mylib.h 。

哦，先大致解释一下：

　　1、signal 这个函数是用来捕获信号的。后边服务端会用到，在服务端在细说

　　2、sig_chld 是signal捕获到信号后的处理函数

　　3、sys_err 用来输出提示，并退出进程

下边是头文件里函数的实现，里边的函数如果没看太懂可以先不用理解，后边会细说，哈哈

 1 #include <mylib.h>
 2 
 3 void sys_err(char *pa)
 4 {
 5     printf("%s",pa);
 6     exit(1);
 7 }
 8 
 9 SignalFunc  signal(int sigNo, SignalFunc fun){
10     struct  sigaction act  ,  oact;
11     act.sa_handler=fun;
12     sigemptyset(&act.sa_mask);    //Additional set of signals to be blocked.
13     act.sa_flags=0;    
14     if(sigaction(sigNo,&act,&oact)<0)
15         return SIG_ERR;
16     return oact.sa_handler;
17 }
18 
19 void sig_chld(int sigNo)
20 {
21     pid_t pid;
22     int state;
23     while ((pid=waitpid(-1,&state,WNOHANG))>0) {
24         printf("process %d terminated \n",pid);
25     }
26     return;
27 }

下边是客户端代码：

 1 #include <mylib.h>
 2 int main(void)
 3 {
 4     int sock_fd;
 5     sock_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
 6 
 7     struct sockaddr_in serv_add;
 8     bzero(&serv_add,sizeof(serv_add));
 9     serv_add.sin_family=AF_INET;
10     serv_add.sin_port=htons(SERV_PORT);
11     struct in_addr add;
12     inet_aton("192.168.1.105",&add);
13     serv_add.sin_addr=add;
14 
15     if(connect(sock_fd,(struct sockaddr *)&serv_add,sizeof(serv_add))<0)
16         sys_err("connect error!\n");
17     char sendbuff[MAXLINE],recvbuff[MAXLINE];
18     char *temp;
19     ssize_t n;
20     while ((temp=fgets(sendbuff,sizeof(sendbuff),stdin)) !=NULL)
21     {
22         int k;
23         if((k=write(sock_fd,sendbuff,sizeof(sendbuff)))<0)
24         {
25 
26         }
27         if((n=read(sock_fd,recvbuff,sizeof(recvbuff)))>0)
28             printf("SVR:%s",recvbuff);
29         if(n<0)
30             printf("fail to get data from server %s\n",inet_ntoa(serv_add.sin_addr));
31         if(n==0)
32         {
33             //broken pipe ，haha  sigpipe
34             printf("%s","server defunct\nclosing the socket...");
35             close(sock_fd);
36         }
37     }
38     return 0;
39 }

解释一下客户端代码：

　　第5行：sock_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 用socket函数创建一个sock，第一个参数是协议族，我们用AF_INET代表tcp/ip协议族。第二个参数代表流方式，也就是TCP 字节流方式。第三个参数,额...貌似有点高深，说实话，不懂，注释说 If it is zero, is chosen automatically. 就是自动选择，我擦，这一自动，我感觉整个人都不舒服了...

　　行7：struct sockaddr_in serv_add; 定义一个sock 地址结构，用来存放服务器断ip，端口，协议族之类的。

　　行10，12：这两行里都有一个来处理端口和ip，为啥，这里牵扯一个“字节序”的问题，处理器对字节的排列顺序不是相同的，这个可以百度以下，呵呵

　　行15：用本地初始化的sock呵服务端地质结构建立连接。等等，为啥客户端sock没有地址和端口呢，怎么直接就连接了，这不科学。额，就这在这一不，tcp默认将本地sock地址设为本地ip，端口在允许范围内随机取值，一般不会是vip端口(<1024)啦。而且每次链接都会随机端口。好，地址设好就可以连接服务起了，进行关键的三次握手。

　　行20，23：从输入设备读取输入值。写入打开的 socket 文件符。将输入值写入建好的 pipe里。这里的write为什么回有小于0的情况呢，原因是，当服务起进程断开连接，或者不小心关闭时，服务端乎发给客户端一个FIN，表示终止链接，但是由于TCP是半关闭的，客户端可能正在输入，不知道服务端已经断开了，这是将值写入pipe，t系统就会立马提示你管道断裂，发一个SIGPIPE信号给你。这个信号很要命阿，你不捕获处理，系统就默认关掉你的进程。处理了，write就返回小于0

　　行27：读取服务器的返回值，读取失败就返回小于0

　　行31：同样，服务断断开后，客户端已收到FIN的通知，read后直接返回0. 这里为了不让出现23行的问题，干脆把socket关闭了

下边是服务端代码：

 1 #include <mylib.h>
 2 
 3 int main(void)
 4 {
 5     int listen_fd , connected_fd;
 6     struct sockaddr_in serv_add;
 7 //-----------------------------------------------------------------------------
 8     listen_fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
 9     serv_add.sin_family=AF_INET;
10     serv_add.sin_port=htons(SERV_PORT);
11     serv_add.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
12 //------------------------------------------------------------------------------
13     if(bind(listen_fd,(struct sockaddr *)&serv_add,sizeof(serv_add))<0)
14         sys_err("bind error\n");
15     if(listen(listen_fd,LISTENQ)<0)
16         sys_err("listen error\n");
17 
18     signal(SIGCHLD,sig_chld);
19 
20     __pid_t pid;
21     while (1) {
22         connected_fd = accept(listen_fd,0,0);
23        if(connected_fd<0){
24         if(errno==EINTR)
25         {
26             printf("interrupt\n");
27             continue;
28         }
29         else
30             sys_err("accept eero!\n");
31        }
32         if((pid=fork())==0)
33         {
34             char recevBuff[MAXLINE];
35             int n;
36             close(listen_fd);
37             while ((n=read(connected_fd,recevBuff,MAXLINE))>0) {
38                 printf("Client:%s",recevBuff);
39                 write(connected_fd,recevBuff,MAXLINE);
40             }
41             if(n<0)
42                 sys_err("read error\n");
43             close(connected_fd);
44             exit(0);
45         }
46         close(connected_fd);
47     }
48     return 0;
49 }

服务端呵客户端代码有一些相似的地方。说一下不一样的地方把。打字大的手要抽了都。

　　行11：意思是通配本主机上所有的网络接口(如果有多个的话).就是不管哪个接口受到请求都去处理连接

　　行13：把sock文件符绑定到指定的地址和端口上，形成一个完整sock。

　　行15：服务端sock打开侦听文件符，不同的sock过来建立连接是要排队的，第二个参数控制最大排队的数量，毕竟缓冲区是有限的

　　行22：服务端进入侦听后回阻塞在accept，如果一个tcp三次握手成功了，就打开一个accepted_fd，并建立一个通道。继续往下走

　　行23：链接错误或者链接被内核中断，就会返回小于0，因为这时进程处在一个可被中断的睡眠状态。如果进程接到要去处理进程的通知，这个睡眠会被唤醒，而且内核不一定就回重启这个等待，不重启的时候就回返回一个errno=EINTR(error interrupt),这时，我们就重新启动这个等待 , continue

　　行32：这里有个比较重要的函数 fork，它是系统唯一能创造分支进程的方法,就是子进程。

QA-01：为什么这里要开进程。 A：因为如果有多个链接连入服务器的话，一个进程肯定忙不过来阿，这样就会导致很对在那排队等待，有的甚至连不上，以内服务起很忙。

QA-02：if((pid=fork())==0) ，为什么这里这么写呢？因为这个fork函数很特别，调用一次会返回两个值，一个是父进程的pid，一个是0 ( 父进程获取不到子进程pid，就返回 0 )。所以if代码快是表示进入了子进程。进入子进程后，父进程的所有文件符都会复制到子进程的上下文，是的，是复制。子进程对文件符的操作不会影响父进程，父进程也不会影响子进程。

这样以来，每次成功建立连接都会有一个独立的进程去处理他们的数据交流，不会阻塞在父进程，就完成了并发处理。

　　行43：这里为什么要关闭 connected fd呢，因为如果不关闭的花，每来一个链接都会新建一个fd(file describe)，少年，内核里进程表表项里存储文件符的数组大小可是有限的。这里子进程也会关掉从父进程复制来的文件符，这个文件符是有计数的，称谓共享，当计数恢复0时，文件符就关了。

　　最后说行18：捕获信号。当这些个子进程都完成自己任务后 ( 也就是客户端断了之后 )，不会自动退出内核。而是变成了 defunct 状态，挂掉了。木错，是挂了