Liunx 套接字编程（2）TCP接口通信程序

1.TCP通信程序的编写

面向连接、可靠传输、提供字节流传输服务

客户端向服务器发送一个连接建立的请求流程，上图中服务端第三步详细流程

2.TCP接口

socket--创建套接字

int socket(int domain, int type, int protocol);

bind---绑定

intbind(int sockfd,  struct sockaddr*addr, socklen_len);

sockfd : socket返回的套接字描述符

addr: 要绑定的地址信息（不同地址域类型，有不同的地址结构）

listen--监听

int listen(int sockfd, int backlog);

注意：listen第二个参数限制的是，同一时刻最大并发连接数，而不是总体能建立的连接数量，因为随着accept取出一个已完成连接，就又可以建立一个新的连接放在队列中。

connect--向服务端发送连接请求，这个接口只有客户端用到

int connect(int sockfd, struct sockaddr *adddr, socklen_t len);

sockfd:套接字描述符

addr: 服务端的地址信息

addrlen:地址长度

accept--获取新建连接

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

从内核sockfd指定的监听套接字对应的已完成连接队列中，取出一个socket，并返回这个socket的描述符

通过addr参数返回具体连接请求来源于哪个客户端

addr: accept内部进行填充客户端地址，是一个输出参数

addrlen: 地址信息长度，输入输出参数，用于指定想要获取的地址长度，以及返回实际的地址长度

返回值: 成功则返回新建连接的套接字描述符; 出错返回-1

send/recv--收发数据

ssize_t send(int sockfd, void *data, size_t len, int flag);

相较于sendto不用在指定对端地址了返回值: 成功则返回实际发送的数据长度; 出错则返回-1

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flag)；

相较于recvfrom，不用获取对端地址了返回值: 成功则返回实际发送的字节长度; 出错则返回-1; 连接断开则返回0

tcp是面向连接的，一旦连接断开 (对方可能关闭了连接，或者网络出问题了......)将无法继续通信

recv函数返回0，没有读到数据是一回事，最主要的是要告诉使用者连接断开了

close--关闭套接字

int close(int fd);

3.封装一个TCPSocket类

主要是对socket操作进行封装，简化使用难度,下面为主要过程，具体代码见xshell

问题的探讨:

tcp服务器，涉及到对多个socket进行操作 (有多少客户端连接上来，就有多少socket)每一个socket都需要 accept， recv， send,但是这三个操作都是阻塞操作，

accept，如果没有新连接到来就会阻塞

recv，如果客户端没有发送数据就会阻塞

因此一旦获取了一个新连接，但是这个新连接，一直不发送数据，就会卡在recv处，没办法去调用accept获取下一个连接了而一旦一个连接通信完毕，程序流程运行到accept，但是这时没有新连接，就会卡在这里，就算上一个连接发送数据，也无法处理

tcp服务器觉得别扭的本质原因: 在一个执行流中进行的操作太多，并且这些操作都是阻塞操作。

解决方案:既然一个执行流中不能进行多个阻塞操作，干脆就创建多个执行流(多执行流任务处理)

主执行流只干一件事: 针对监听套接字获取新建连接，获取了一个新连接，就为这个新连接的操作创建一个执行流

其他执行流干的事情: 每个执行流都只负责与一个客户端通信

这样做有个好处，任意一个线程阻塞，都不会影响其他线程，也就是不会影响与其他客户端的通信

具体的实现过程分为两种: 多进程，多线程

多进程: 稳定，健壮

多线程:灵活，消耗小。

多进程方案实现

多进程方案实现: accept之后，创建子进程;但是需要注意僵尸进程的处理

相较于多进程版本，流程上没有大的差别，也是获取一个新建连接之后，创建一个线程出来

注意事项:

线程间是共用同一个文件描述符表，因此对这个通信套接字描述符的操作，只能由负责这个描述符操作的线程进行关闭，其他的线程不能关闭。

局部变量的使用，线程创建的时候，千万要注意传参，不能因为传递局部变量地址，而导致线程内访问的时候出现内存访问错误

4.tcp通信程序编写与运行中遇到的一些特殊情况

连接断开: tcp是面向连接的通信，一旦连接断开就无法通信

问题:如何在代码中知道连接断开了? 连接断开后，在代码中的体现是什么?

当recv函数接收数据的时候，返回0，代表的不仅仅是没有接收到数据，更多是为了表示连接断开了!!!

当send函数发送数据的时候，程序直接异常 (SIGPIPE) 退出，

因此如果网络通信中，不想让程序因为连接断开而导致发送数据的时候程序异常退出，就对SIGPIPE信号进行处理

问题: 有时候网络程序关闭后，无法立即启动，会bind绑定地址报错，绑定失败，地址已经被使用

网络通信程序，如果程序是主动关闭的一方，程序会无法立即启动

因为一个程序主动关闭了连接，这个连接并不会立即被释放(对应的地址和端口依然被占用)，而是要等待一段时间。

netstat-anptu命令

这是查看主机上所有网络连接状态的命令