socket初接触---多用户服务器简单交互（下）

上一篇我们提到了很多的知识点，什么套接字，字节流，字节序….这次来简单实现一个服务器对多用户的简单消息映射交互（就是我在client端随便写段话传输给server，server接受后再返回给client端）

在写主代码之前，先看下面这个代码段：

#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ perror(m);  \
exit(EXIT_FAILURE);\
} while(0)

反斜杠（\ , 转义字符）表示换行符无效，下一行实际上属于上一行，上面的5行实际是一行，这么写为了好看一点.

这里插个段子，在查斜杠（/）和反斜杠（\）的时候，发现了一系列对某Mi..的吐槽，（在路径表示层级上）全世界都是用/，而它是用的\，这到也不是它非要与众不同，而是因为DOS系统源自CP/M系统（微机史上开篇的一个系统），这个系统不支持目录结构（导致DOS刚刚出来的时候也不支持目录结构），而同时/被用来表示命令行参数（相当与linux中的 - 和 –），之后升级了，支持目录结构之后，再用/就会导致很多冲突，要找一个最接近的符号来表示目录层级切换，看来看去也就“\”这兄弟最适合了。

如果说要改？40多年前改还行，而这已经成了历史性的问题，当初能改的时候没改，现在再改也没什么意义了，Mi其实已经做了很多友好的设置，你可以根据自己的喜好去更改使用/。

继续看上面的代码段：

#include<stdio.h>
//用来将上一个函数发生的错误的原因输出到标准输出

void perror(const char* s);

//参数s所指的字符串会先打印出，后面再加上错误原因字符串

//这个错误原因字符串根据全局变量errno决定，当你每次调用函数出错的时候，这个函数已经更改了errno的值。

//perror这个函数总而言之就是当你调用某个函数出错时将函数的名字（char* s）和对应的errno错误信息一起输出

关于exit，终结程序，跳回操作系统。只用exit(0)代表程序的正常退出，其余的参数都表示程序异常退出。（它被定义于stdio.h中）

最后一点就是关于do {} while(0);在代码中的效果，这里while(0)保证只执行上面的程序一次，并且是先do，所以必然会执行一次判断，之后退出这个函数。在一些c函数库或者Linux内核源码中经常能看见do {} while(0); 的使用.

终于到了我们的主函数了，首先先是我们的server.c，代码见下：

void do_service(int conn)
{
char recvbuf[1024];
int n;
while(1)
{
memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));

int ret = read(conn,recvbuf,sizeof(recvbuf));

if(ret == -1)
ERR_EXIT("read");
else if(ret == 0)    //ret==0表示啥都接收不到
{
printf("client close,原因可能是关闭了，也可能是连接断了\n");
break;
}
fputs(recvbuf,stdout);  //向标准输出打印读到的recvbuf

write(conn,recvbuf,sizeof(recvbuf));  //向客户端回射，说明server已经接收到你的信息了
}
}

int main(void)
{
int listenfd; //赋socket创建成功后的唯一表示符，描述字

//创建监听套接字（等待client的请求）
//通常第三个参数由前两个指定的参数决定，我们可以直接写0，表示让其自己判断
if( (listenfd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP)) <0 )
ERR_EXIT("socket");

struct sockaddr_in servaddr;   //ipv4的地址家族
//清空servaddr的内存，从指定地址servaddr的开始，用 0 来替换指定多少（第三个参数）的内存大小

memset(&servaddr , 0 , sizeof(servaddr));

servaddr.sin_family = AF_INET; //暂时我们把AF_INET和PF_INET看成一样，细微的区别

servaddr.sin_port = htons(5188);  //指定port为5188，并且将其转换为网络字节序，一个整形占2个字节，用s(hort)

servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); //INADDR_ANY表示使用本机任意地址

int on = 1;

//解决关闭服务器立即重启时候的需要等待TIME_WAIT消失过程，除此之外，还有很多改善socket健壮性的选项，这里暂不讨论
if(setsockopt(listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on)) < 0)
ERR_EXIT("setsockopt");

//绑定地址
if(bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)) < 0)
ERR_EXIT("bind");

//监听套接字
if(listen(listenfd,SOMAXCONN) < 0)
ERR_EXIT("listen");

struct sockaddr_in peeraddr;
socklen_t peerlen = sizeof(peeraddr);

int conn;
pid_t pid;

while(1)
{
//到这一步表明已经得到了一个已连接的socket描述字，之前的listenfd到这里不再进行操作了，但是在外层可以继续接受其他client的请求。接下来我们操作conn即好
if((conn = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&peeraddr,&peerlen)) < 0)
ERR_EXIT("accept");

//连接上了就打印对面的ip地址和端口，注意转换字节序，ip是4字节，port是字节
printf("ip地址是：%s \t 端口是：%d \n",inet_ntoa(peeraddr.sin_addr),ntohs(peeraddr.sin_port));

//连接上了，之后需要对client作反馈操作，这里我们fork一个新的进程
pid = fork();
if(pid == -1)
ERR_EXIT("fork");
if(pid == 0) //for这个函数很特别（一次执行返回两个值，后续深入学习下这个函数），创建成功时它向子进程返回0
{
close(listenfd);    //关闭主进程的listenfd
do_service(conn);  //操作连接的conn套接字，读取数据或是回射数据，见上
exit(EXIT_SUCCESS); //跳出了上面的循环，那就意味着连接关闭了
}
else
close(conn);   //fork返回给父进程的是pid在正真系统中的唯一值，在父进程中和conn无关，直接关闭
}
return 0;
}

到这里服务端就写完了，代码中写了很多的注释，不清楚的可以仔细看看，还有一些头文件要加在开头，讲完之后在下面附上源码。

下面就开始写client.c了，代码如下：

int main()
{
//创建一个连接套接字
int sock;

if((sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP)) < 0)
ERR_EXIT("socket");

struct sockaddr_in servaddr;

memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(5188);   //还是需要注意转换字节序，多提醒才不会忘

servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //使用server地址。单机版没办法啦，自己连自己
//还有一种方式见下
//inet_aton("127.0.0.1",&servaddr.sin_addr);

//connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字，第二参数为服务器的socket地址，第三个参数为socket地址的长度
if(connect(sock,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)) < 0)
ERR_EXIT("connect");

char sendbuf[1024] = {0};
char recvbuf[1024] = {0};

int n;

//从键盘上读数进来
while(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin) != NULL)
{
write(sock,sendbuf,strlen(sendbuf)); //注意这里用的strlen，只发送实际上写入的数据长度
int ret = read(sock,recvbuf,sizeof(recvbuf));
if(ret == -1)
ERR_EXIT("read");
else if(ret == 0)
{
printf("client close,原因可能关闭了.\n");
break;
}
fputs(recvbuf,stdout);
//清空一次数据
memset(sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
}
close(sock); //上面那个循环都跳出来了那还sock个毛线，跳出的时候close

return 0;
}

总结：

相对于server端，client端只需要创建一个用于connect（连接）的socket，然后struct 目标server的地址（ip+port），使用connect函数进行一个连接，之后使用write函数向sock发送数据，发送完了那就是server端的事情了，这里我们可以看出来，服务器那端fputs之后，就将接收到的信息再次回射给client了，这时候client端继续read函数，接收成功的话fputs，接下爱mnemset清空数据，继续下一次while( 1 )循环。

直到直到…..break

其他情况比如exit都是重试，下一次循环

这里注意：

当我们调用socket创建一个socket时，返回的socket描述字它存在于协议族（address family，AF_XXX）空间中，但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址，就必须调用bind()函数，否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口

之后将这两个.c文件编译成可执行文件，执行即可进行通信，下面是执行图：



由于文件上传不了，大家在以上代码的基础上，可以将下面的代码粘在每份文件的头部，经过测试以上代码都是能直接使用的：

#include<sys/socket.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>

#include<errno.h>
#include<string.h>

#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)