基于套接字的循环自主相互通信java代码套接字编程的api函数

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小屁孩 2024-06-21 15:58:27

文章标签 socket 常用API c++ 套接字 TCP 文章分类 Java 后端开发

文章目录

1. socket 函数：创建一个套接字

socket的使用

2. bind函数：服务端对socket进行地址和端口的绑定

网络字节序相关函数
bind的使用

3. listen函数：服务端监听socket套接字

listen的使用

4. accept函数：服务端接受客户端连接请求

accept的使用
connect的使用

5. send函数：用send函数从TCP连接的另一端发送数据

send的使用

6. recv函数：用recv函数从TCP连接的另一端接收数据

recv的使用

7. sendto函数：从UDP连接的另一端发送数据

sendto的使用

8. recvfrom函数：都用recv函数从UDP连接的另一端接收数据

recvfrom的使用

9. shutdown函数：禁止在指定的套接字上发送和接收数据.并不会关闭套接字，在调用closesocket（）函数之前，所有与该套接字相关的资源都不会被释放。
10. closesocket函数：关闭一个套接字
11. setsockopt函数：设置套接口的选项
12. getsockopt函数：获取套接口的选项的值

1. socket 函数：创建一个套接字

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

参数：

第一个参数指定应用程序使用的通信协议的协议族，对于TCP/IP协议族，该参数置AF INET；
第二个参数指定要创建的套接字类型，流套接字类型为SOCK_STREAM、数据报套接字类型为SOCK DGRAM；原始套接字SOCK_RAW
第三个参数指套接字使用的协议，IPPROTO_TCP，IPPROTOUDP，IPPROTO RAW，IPPROTO IP.

返回值：

该函数如果调用成功就返回新创建的套接字的描述符，失败返回INVALID SOCKET。套接字描述符是一个整数类型的值。

socket的使用

SOCKET s = socket(AF_INET, SOCK_STRAM, 0);
if(s == INVALID_SOCKET)
{
    cout << "socket() Error:" << WSAGetLastError() << endl;
    return 0;
}

2. bind函数：服务端对socket进行地址和端口的绑定

int bind(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen);

参数：

sockfd：即socket描述字，它socket（）函数创建的唯一标识。
addr：一个const struct sockaddr*指针，指向要绑定给sockfd的协议地址。
addrlen：对应的结构的长度。

返回值：

成功返回0，错误返回SOCKET ERROR。

struct sockaddr{
    unsigned short sa_family; // 2 bytes address family,AF_xxx
    char		   sa_data[14]; // 14 bytes of protocol address
};

// IPv4 AF_INET sockets:
struct sockaddr_in{
    short		sin_family;		// 2 bytes AF_INET,表示该socket位于Internet域
    unsigned short sin_port;	// 2 bytes htos() (网络字节顺序)
    struct in_addr sin_addr;	// 4 bytes inet_addr() 网络字节顺序存储IP地址
    char 	sin_zero[8];		// 8 bytes 填充作用
}

这两个结构体都是16个字节，而且都有family属性，不同的是：sockaddr用其余14个字节来表示sa data，而sockaddr_in把14个字节拆分成端口、ip地址。
sin_zero用来填充字节使sockaddr_in和sockaddr保持一样大小。sockaddr是给操作系统用的，sockaddr_in区分了地址和端口，使用更方便。

网络字节序相关函数

htons()：将16位无符号整数从主机字节序转换成网络字节序；

htonl()：将32位无符号整数从主机字节序转换成网络字节序；

ntohs()：将16位无符号整数从网络字节序转换成主机字节序；

ntohl()：将32位无符号整数从网络字节序转换成主机字节序；

inet_addr()：若字符串有效则将字符串转换为32位二进制网络字节序的IPV4地址，否则为INADDR NONE

inet_ntoa()：将一个十进制网络字节序转换为点分十进制IP格式的字符串。

bind的使用

struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
// 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的地址，或“所有地址”、“任意地址”。
addr.sin_port = htons(8000);

if(bind(s,(SOCKADDR*)&addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR){
    cout << "bind() Error:" << WSAGetLastError() << endl;
    return 0;
}

3. listen函数：服务端监听socket套接字

int listen(int sockfd, int backlog);

参数：

第一个参数即为要监听的socket描述字
第二个参数为未完成队列的大小：正在等待完成相应的TCP三路握手过程的队列。这些套接口处于SYN_RCVD

返回值：

该函数如果调用成功就返回0，否则返回SOCKET_ERROR。可以调用WSAGetLastError（）函数获取错误代码

listen的使用

if(listen(s, 30) == SOCKET_ERROR){
    cout << "listen Error:" << WSAGetLastError() << endl;
    return 0;
}

netstat -ao查看监听状态

基于套接字的循环自主相互通信java代码套接字编程的api函数_socket

4. accept函数：服务端接受客户端连接请求

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t* addrlen);

参数：

第一个参数即为要监听的socket描述字
第二个参数为指向struct sockaddr*的指针，用于返回客户端的协议地址
第三个参数为协议地址的长度。

返回值：

成功返回由内核自动生成的一个全新的socket，代表与返回客户的TCP连接。
失败，则返回INVALID SOCKET。

accept的使用

sockaddr_in addrClient;
memset(&addrClient, 0, sizeof(SOCKADDR));
int len = sizeof(SOCKADDR);
SOCKET c = accept(s, (SOCKADDR*)&addrClient, &len);

cout << "socket:" << c << "port:" << addrClient.sin_port << "ip:" << inet_ntoa(addrClient.sin_addr) << endl;

connect的使用

struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = int_addr("127.0.0.1");
addr.sin_port = htons(8000);

if(connect(s, (SOCKADDR*)&addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR){
    cout << "connect() Error:" << WSAGetLastError() << endl;
    return 0;
}

5. send函数：用send函数从TCP连接的另一端发送数据

int send(IN SOCKET s, IN const char FAR* buf, IN int len, IN int flags);

参数：

第一个参数即为客户端的socket描述字
第二个参数应用要发送数据的缓存
第三个实际要发送的数据长度
第四个一般设置为0

返回值：

成功返回>0成功拷贝至发送缓冲区的字节数（可能小于len），错误返回SOCKET_ERROR

send的使用

int ret = send(s, "hello", strlen("hello"), 0);
cout << ret << endl;

6. recv函数：用recv函数从TCP连接的另一端接收数据

int recv(SOCKET s, char FAR* buf, int len, int flags);

参数：

第一个参数即为客户端的socket描述字
第二个参数指明一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据
第三个参数指明buf的长度
第四个一般设置为0

返回值：

成功时返回接收到的字节数，错误返回SOCKET_ERROR，连接关闭返回0

recv的使用

char buf[100];
memset(buf, 0, 100);
int ret = recv(s, buf, 100, 0);

cout << ret << "," << buf << endl;

7. sendto函数：从UDP连接的另一端发送数据

int sendto(int s, const void* buf, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr* to, int tolen);

参数：

第一个参数即为客户端的socket描述字
第二个参数应用要发送数据的缓存
第三个实际要发送的数据长度
第四个一般设置为0
第五个要发向的地址
第六个数据发的长度

返回值：

成功返回>0成功拷贝至发送缓冲区的字节数（可能小于len），错误返回SOCKET_ERROR

sendto的使用

struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
addr.sin_port = htons(8000);

int len = sizeof(SOCKADDR);
int ret = sendto(s, "hello", strlen("hello"), 0, (SOCKADDR*)&addr, len);
cout << ret << endl;

8. recvfrom函数：都用recv函数从UDP连接的另一端接收数据

int recvfrom(SOCET s, char FAR* buf, int len, int flags, struct sockaddr FAR* from, int FAR* fromlen);

参数：

第一个参数即为客户端的socket描述字
第二个参数指明一个缓冲区，该缓冲区用来存放recv函数接收到的数据
第三个参数指明buf的长度
第四个一般设置为0
第五个接受对方的地址

返回值：

成功时返回接收到的字节数，错误返回SOCKET_ERROR

recvfrom的使用

char buf[100];
memset(buf, 0, 100);
int ret = recvfrom(s, buf, 100, 0, (SOCKADDR*)&addrClient, &len);

cout << ret << "," << inet_ntoa(addrClient.sin_addr) << endl;

9. shutdown函数：禁止在指定的套接字上发送和接收数据.并不会关闭套接字，在调用closesocket（）函数之前，所有与该套接字相关的资源都不会被释放。

int shutdown(SOCKET s, int how);

参数：

第一个参数即为客户端的socket描述字
how的方式有三种：
SD_RECEIVE表明关闭接收通道，在该socket上不能再接收数据，如果当前接收缓存中仍有未取出数据或者以后再有数据到达，则TCP会向发送端发送RST包，将连接重置。
SD_SEND表明关闭发送通道，TCP会将发送缓存中的数据都发送完毕并在收到所有数据的ACK后向对端发送FIN包，表明本端没有更多数据发送。这个是一个优雅关闭过程。
SD_BOTH则表示同时关闭接收通道和发送通道。

返回值：

成功时返回0错误返回SOCKET_ERROR

10. closesocket函数：关闭一个套接字

int closesocket(SOCKET s);

参数：

第一个参数即为要关闭的socket描述字

返回值：

成功时返回0，错误返回SOCKET_ERROR

11. setsockopt函数：设置套接口的选项

int setsockopt(SOCKET s, int level, int optname, const char *optval, int optlen);

参数：

第一个参数即为socket描述字
第二个选项定义的层次；目前仅支持SOL_SOCKET和IPPROTO_TCP层次
第三个需设置的选项
第四个指向存放选项值的缓冲区
第五个缓冲区长度

返回值：

成功时返回0，错误返回SOCKET_ERROR

// 在send(),recv()过程中有时网络状况等原因，收发不能预期进行，可以设置收发时限：

int nNetTimeout = 1000; // 1秒
// 发送实现
setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_SENDTIMEO, (char*)&nNetTimeout, sizeof(int));
// 接收时限
setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_REVTIMEO,(char*)&nNetTimeout, sizeof(int));

// 设置调用closesocket()后，仍可继续重用该socket。调用closesocket()一般不会立即关闭socket，而经历TIME_WAIT的过程。
BOOL bReuseaddr = TRUE;
setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char*)&bReuseaddr, sizeof(BOOL));

//在send()的时候，返回的是实际发出出的字节（同步）或发送到socket缓冲区的字节（异步）；系统默认的状态发送和接收一次为8688字节（约为8.5K）；在实际的过程中如果发送或是接收的数据量比较大，可以设置socket缓冲区，避免send(),recv()不断的循环收发：
int nRecvBuf = 32*1024; // 设置为32K
setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, (const char*)&nRecvBuf, sizeof(int));

// 在send(),recv()过程中有时由于网络状况等原因，收发不能预期进行，可以设置收发时限：
int nNetTimeout = 1000; // 1秒
// 发送时限
setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_SENDTIMEO, (char *)&nNetTimeout, sizeof(int));
// 接收时限
setsockopt(socket, SOL_SOCK, SO_REVTIMEO,(char *)&nNetTimeout, sizeof(int));
// 设置该套接字为广播类型
bool bOpt = true;
setsockopt(connect_socket, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, (char*)&bOpt, sizeof(bOpt));

12. getsockopt函数：获取套接口的选项的值

int getsockopt(SOCKET s, int level, int optname, char * optval, int* optlen);

参数：

第一个参数即为socket描述字
第二个选项定义的层次；支持SOL_SOCKET和IPPROTO_TCP层次
第三个需获取的选项
第四个指向存放选项值的缓冲区
第五个缓冲区长度

返回值：

成功时返回0，错误返回SOCKET_ERROR

// 调用getsockopt(),获取SO_ACCEPTCONN参数值
int optVal=0;
int optLen = sizeof(int);
if(getsockopt(ListenSocket,
             SOL_SOCKET,
             SO_ACCEPTCONN,
             (char*)&optVal,
             &optLen)!=SOCKET_ERROR)
{
    cout << optVal << endl;
}

// 调用getsockopt(),获取SO_RCVBUF参数值
int optVal = 0;
int optLen = sizeof(int);
int n=getsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_REVBUF, (char *)&optVal, &optLen);

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