C++实现一个简单的客户端与服务端的通信（笔记附代码）-创新互联

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前言

一、Socket的客户端与服务端的通讯原理

二、各接口介绍

1.WSAStartup：异步启动套接字命令

2.Socket创建套接字

3.bind:绑定套接字

4.listen:监听

5.accept:接受连接请求

6. connet:发送连接请求

7.send：发送数据

8.recv：接收数据函数

9.closesocket, WSACleanup:释放socket

三、代码块的简单实现（可直接使用）

（1）服务器

（2）客户端

效果展示：

完结撒花

前言

首先、在敲代码之前我们必须先要了解服务端与客户端之前的通讯原理，否则我们敲代码将会无从下手、了解原理后也会对我们的敲代码的效率达到事半功倍的效果！

在c++里面有一个我们可以通过直接调用一些api来实现、前提是我们要声明其头文件并且连接到其提供的动态链接库！

在Windows系统中的刚好有这么一个、即Winsock。声明头文件为：

#include#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

一、Socket的客户端与服务端的通讯原理

如图所示：图左（客户端创建过程）图右（服务器创建过程）

二、各接口介绍 1.WSAStartup：异步启动套接字命令

1、函数原型：

int WSAAPI WSAStartup(
  WORD      wVersionRequested,
  LPWSADATA lpWSAData
);

2、参数：

@WORD wVersionRequested:调用者可以使用的Windows套接字规范的最高版本。 高位字节指定次要版本号；             
                        低位字节指定主要版本号。[这个版本我也不太清楚、但是大部分人用的是2.2、 
                        所以我也用的2.2]
                        但是可借鉴这篇文章： 

@LPWSADATA lpWSAData:指向WSADATA数据结构的指针，该数据结构将接收Windows套接字实现的详细信息

3、返回值：

返回0执行正确
否则失败

4、代码如下：
WSADATA wsdata;
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsdata))
{
    std::cout<< "init socket failed!"<< std::endl;
    WSACleanup();
    return FALSE;
}

2.Socket创建套接字

1、函数原型：

    SOCKET socket(int af,int type,int protocl);

    参数：
            @int af:第一个参数(af)指定地址族,对于TCP/IP协议的套接字他有以下两个参数：
                    AF_INET，PF_INET IPV4协议
                    PF_INET6 IPV6协议
                    其他还有很多协议这里不做介绍

            @int type:用于设置套接字通信的类型，有流式套接字（SOCKET_STREAM）和数据包套接字                
             （SOCK_DGRAM）
              SOCK_STREAM TCP连接，提供有序化的、可靠的、双向连接的字节流。支持带外数据传输
              SOCK_DGRAM UDP连接

            @int protocl:用于制定某个协议的特定类型，即type类型中的某个类型，通常一种协议只有一    
                         种类型，该参数可以直接被设置为0；如果协议有多种类型，则需要指定协议类 
                         型

2、返回值
  如果没有错误发生，socket()返回一个与建立的套接字相关的描述符。
  否则它返回值INVALID_SOCKET，错误码可通过调用WSAGetLastError()函数得到


3、代码范例:
//定义一个套接字 作为服务端
SOCKET s_server;
s_server = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (s_server == INVALID_SOCKET)
{
	std::cout<< "create socket fail"<< std::endl;
	WSACleanup();
	return FALSE;
}

3.bind:绑定套接字

1、函数原型：
    int bind(
          SOCKET   s,
          const sockaddr *addr,
          int      namelen
    );

    @ SOCKET   s:要绑定的套接字
    @const sockaddr *addr：指向要分配给绑定套接字的本地地址的sockaddr结构的指针

    struct sockaddr {
        ushort  sa_family;
        char    sa_data[14];
    };


    struct sockaddr_in {
        short   sin_family;             //指定协议家族 ipv4 or ipv6
        u_short sin_port;               //指定端口号
        struct  in_addr sin_addr;       //指定地址 也可以是所有ip 参数为：INADDR_ANY 
        char    sin_zero[8];            //没有特殊意义不用管
    };

    struct in_addr {
          union {
                struct {
                      u_char s_b1;
                      u_char s_b2;
                      u_char s_b3;
                      u_char s_b4;
                } S_un_b;
                struct {
                      u_short s_w1;
                      u_short s_w2;
                } S_un_w;
             u_long S_addr;           //ip地址
          } S_un;
     };


   @int namelen:sockaddr结构的指针的大小


2、返回值
如果没有错误发生，bind()返回0。
否则返回值SOCKET_ERROR，错误码可通过调用WSAGetLastError()函数得到

3、代码范例:
    //填充服务端信息
	SOCKADDR_IN server_addr;
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(8224);
    server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");

    //数据绑定服务器 s_server为服务端套接字
	if (bind(s_server, (SOCKADDR*)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR)
	{
		std::cout<< "Binding Socket fail.......!"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return FALSE;
	}

4.listen:监听

1、函数原型：
    int PASCAL FAR listen (
                       _In_ SOCKET s,
                       _In_ int backlog);
    @SOCKET s：服务端的socket，也就是socket函数创建的
    @int backlog：挂起的连接队列的大长度,由用户自主选择。但是我们知道我们电脑处理线程的时候用一时间只能处理n个线程、这里也是一样的原理，我们创建的服务器他可能不支持你定义的这个队列长度的用户
比如：一个洗手间 只能同时供4个人使用 而这个时候来了8个人 那么其他4个人则需要外面等待。                
所以一般填写这个参数为SOMAXCONN
作用是让系统自动选择最合适的个数
不同的系统环境不一样，所以这个合适的数也不一样


2、返回值
    成功返回0
    失败返回SOCKET_ERROR
    具体错误码：WSAGetLastError()得到

3、代码示例：
//监听
if (listen(s_server, 1) == SOCKET_ERROR)
{
	std::cout<< "Listening Socket fail........!"<< std::endl;
	WSACleanup();
	return FALSE;
}

5.accept:接受连接请求

1、函数原型：
        SOCKET WSAAPI    accept (

            SOCKET s, 
            struct sockaddr FAR*  addr, 
            int  FAR* addrlen
          );
        @SOCKET s：该套接字在用作accept()函数的参数前必须先调用过listen()函数，此时它正处于监听连接的状态。
        @struct sockaddr FAR*  addr：一个可选的指向缓冲区的指针，用来接收连接实体的地址，在通讯层使用。addr的确切格式由套接字创建时建立的地址族决定
        @int FAR* addrlen：一个可选的指向整数的指针，它调用时含有地址addr指向的空间的大小，返回时含有返回的地址的确切长度（字节数）。

2、返回值
如果没有错误发生，accept()返回一个SOCKET类型的值，表示接收到的套接字的描述符。
否则返回值INVALID_SOCKET，错误码可通过调用WSAGetLastError()函数得到。

2、代码范例：
//接受连接请求
sockaddr_in accept_addr;         //用来记录请求连接的套接字信息
int len = sizeof(SOCKADDR);
s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR*)&accept_addr, &len ); 
if (s_accept == SOCKET_ERROR) {
		std::cout<< "Error: accept failed !"<< std::endl;
		WSACleanup();
		break;
	}

6. connet:发送连接请求

1、函数原型：
 int WSAAPI connect (

              SOCKET  s,                 
              const struct sockaddr FAR* name,  
              int  namelen   //socket address结构的字节数 
 );

    @SOCKET  s：发出连接请求的套接字的描述符
    @const struct sockaddr FAR* name：对等方的套接字的地址、就是你创建客户端的套接字时绑定ip和                
                                      端口号的套接字地址
    @namelen： 套接字类型大小


2、返回值
如果没有错误发生，connect()返回0。
否则返回值SOCKET_ERROR，错误码可通过调用WSAGetLastError()函数得到。

3、代码范例：

    //填充服务端信息
	//SOCKADDR_IN server_addr;
	//server_addr.sin_family = AF_INET;
	//server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	//server_addr.sin_port = htons(8224);
	//创建套接字
	//SOCKET client= socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (connect(client, (SOCKADDR*)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		std::cout<< "Error: connect server failed !"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return -1;
	}

7.send：发送数据

1、函数原型：
 int WSAAPI send(

                   SOCKET  s,    
                   const char FAR *  buf,   
                   int  len,
                   int  flags
                );
                    
    @SOCKET  s： 已连接的套接字描述符
    @ const char FAR *  buf：指向存有发送数据的缓冲区的指针
    @int  len：缓冲区buf中数据长度
    @ int  flags:一般为0,为阻塞发送 即发送不成功会一直阻塞，直到被某个信号终端终止，或者直到发                                
                         送成功为止。
                         指定MSG_NOSIGNAL，表示当连接被关闭时不会产生SIGPIPE信号
                         指定MSG_DONTWAIT 表示非阻塞发


2、返回值

如果没有错误发生，send()返回总共发送的字节数（注意，这可能比len指示的长度小）。
否则它返回SOCKET_ERROR，错误码可通过调用WSAGetLastError()函数得到。

2、代码范例：
    char temp[1024] = { 0 };
    snprintf(temp, sizeof(temp), "%s", detectInfo);
	int sendLen = send(socket, (char*)temp, sizeof(temp), 0);
	if (sendLen< 0) {
		std::cout<< "Error: send info to server failed !"<< std::endl;
		return -1;
	}

8.recv：接收数据函数

1、函数原型：
    int PASCAL FAR recv (
                SOCKET s,
                writes_bytes_to_(len, return) __out_data_source(NETWORK) char FAR * buf,
                int len,
                int flags);
            
     @SOCKET s：已连接的套接字描述符。
     @char FAR * buf：指向接收输入数据缓冲区的指针
     @int len：buf参数所指缓冲区的长度
     @int flags：一般为0

2、返回值
如果没有错误发生，recv()返回收到的字节数。
如果连接被关闭，返回0。
否则它返回SOCKET_ERROR，错误码可通过调用WSAGetLastError()函数得到。

3、代码示例：
    char recv_buf[8192] = { 0 };
	int recv_len = recv(socket, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);
	if (recv_len< 0) {
		std::cout<< "Error: receive info from server failed !"<< std::endl;
		return -1;
	}

9.closesocket, WSACleanup:释放socket

使用完后续如果不再使用 记住一定要释放相关资源 否则你懂的。
//关闭套接字 参数：需要关闭的套接字描述符
closesocket(s_server);
//释放DLL资源
WSACleanup();

三、代码块的简单实现（可直接使用）（1）服务器

// ServerTest.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//

#include#include#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

int main()
{
    std::cout<< "Hello World!\n";
	WSADATA wsdata;
	std::cout<< "start up now ...."<< std::endl;
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsdata))
	{
		std::cout<< "init socket failed!"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return FALSE;
	}
	std::cout<< "before create socket ...."<< std::endl;
	SOCKET s_server, s_accept;
	s_server = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (s_server == INVALID_SOCKET)
	{
		std::cout<< "create socket fail"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return FALSE;
	}
	std::cout<< "create socket success...."<< std::endl;
	//填充服务端信息
	SOCKADDR_IN server_addr;
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_port = htons(8226);
    //当然这里也可以将 127.0.0.1改成你想要的ip或者 INADDR_ANY 为向所有ip发送信息
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");

	//数据绑定服务器 s_server为服务端套接字
	std::cout<< "before bind socket ...."<< std::endl;
	if (bind(s_server, (SOCKADDR*)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR)
	{
		std::cout<< "Binding Socket fail.......!"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return FALSE;
	}
	std::cout<< "bind socket success...."<< std::endl;
	std::cout<< "before listen socket ...."<< std::endl;
	if (listen(s_server, 1) == SOCKET_ERROR)
	{
		std::cout<< "Listening Socket fail........!"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return FALSE;
	}
	std::cout<< "listen socket success...."<< std::endl;
	sockaddr_in accept_addr;         //用来记录请求连接的套接字信息
	int len = sizeof(SOCKADDR);
	char recv_buf[8192] = { 0 };
	char send_buf[1024] = { 0 };
	while (true)
	{
		//接受连接请求
		std::cout<< "wait accept...."<< std::endl;
		s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR*)&accept_addr, &len);
		if (s_accept == SOCKET_ERROR) {
			std::cout<< "Error: accept failed !"<< std::endl;
			WSACleanup();
			break;
		}
		std::cout<< "建立连接成功...."<< std::endl;
		while (true)
		{
			std::cout<< "等待客户端数据中...."<< std::endl;
			int recv_len = recv(s_accept, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);
			if (recv_len< 0) {
				std::cout<< "Error: receive info from server failed !"<< std::endl;
				return -1;
			}
			std::cout<< "已收到数据，客户端的数据是："<< recv_buf<< std::endl;
			std::cout<< "给客户端返回数据中..."<< std::endl;
			snprintf(send_buf, sizeof(send_buf), "%s", "我给你返回信息了");
			int sendLen = send(s_accept, (char*)send_buf, sizeof(send_buf), 0);
			if (sendLen< 0) {
				std::cout<< "Error: send info to server failed !"<< std::endl;
				return -1;
			}
			std::cout<< "给客户端返回数据完毕"<< std::endl;
		}
		
	}
}

（2）客户端

// ClientTest.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include#include#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
int main()
{
    std::cout<< "Hello World!\n";
	WSADATA wsdata;
	if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsdata))
	{
		std::cout<< "init socket failed!"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return FALSE;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsdata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsdata.wHighVersion) != 2) {
		std::cout<< "Error: wsadata.wVersion != 2 ."<< std::endl;
		WSACleanup();
		return -1;
	}
	SOCKET client;
	client = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (client == INVALID_SOCKET)
	{
		std::cout<< "create socket fail"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return FALSE;
	}
	//填充服务端信息
	SOCKADDR_IN server_addr;
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	server_addr.sin_port = htons(8226);
	//发送连接请求 请求连接服务器
	if (connect(client, (SOCKADDR*)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		std::cout<< "Error: connect server failed !"<< std::endl;
		WSACleanup();
		return -1;
	}
	std::cout<< "成功连接到服务器"<< std::endl;
	//发送数据
	char temp[1024] = { 0 };
	std::cout<< "开始发送数据....."<< std::endl;
	snprintf(temp, sizeof(temp), "%s", "我是客户端 我发送信息给你了服务端");
	int sendLen = send(client, (char*)temp, sizeof(temp), 0);
	if (sendLen< 0) {
		std::cout<< "Error: send info to server failed !"<< std::endl;
		return -1;
	}
	std::cout<< "发送数据成功、等待服务器响应....."<< std::endl;
	char recv_buf[8192] = { 0 };
	int recv_len = recv(client, recv_buf, sizeof(recv_buf), 0);
	if (recv_len< 0) {
		std::cout<< "Error: receive info from server failed !"<< std::endl;
		return -1;
	}
	std::cout<< "收到了服务器返回的信息 内容是："<< recv_buf<< std::endl;

	system("pause");
}

效果展示：

完结撒花

当然、以上都是一些比较简单的实现、更加深层次我的也慢慢学习咯~比如像这个客户端和服务端发送数据、我们完全可以再发送数据和接收数据之前对数据进行一些处理、也就是说我们可以先加一个判断、先判断这个发过过来的数据是否符合我想接收的要求、如果不是我选择不往下接续接收信息。

以上只是个人学习的一些基础、有哪里不对的话欢迎纠正哈

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