一

socket编程的概念
socket就是插座（中文翻译成套接字有点莫名奇妙），运行在计算机的两个程序通过socket建立起一个通道，数据在通道中传输，socket把复杂的tcp/ip协议族隐藏了起来，对程序员来说，只要用好socket相关的函数，就可以实现网络通信。
socket的分类
socket提供了流（stream）和数据报两种通信机制，即流socket和数据报socket.
流socket基于tcp协议，是一个有序可靠双字节流的通道，传输数据不会丢失不会重复，顺序也不会错乱。
数据报socket基于UDP协议，不需要建立和维持连接，可能会丢失或者错乱。UDP不是一个可靠的协议，对数据的长度有限制，但是他的效率比较高。
某些应用层协议，出于历史原因，受当时的技术以及网络条件限制，选择了基于UDP实现，其选择的理由现在很可能已经不再成立了。
实时的音视频聊天可能采用的是udp,这种业务可以接受数据的丢失且不必重传。本专题视频只介绍流socket,数据报socket的应用场景实在太少，以后可能更少。
简单的socket通信流程

进行下演示
server.cpp

/*
 * 程序名：server.cpp，此程序用于演示socket通信的服务端
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int main(int argc,char *argv[])
{
  if (argc!=2)
  {
    printf("Using:./server port\nExample:./server 5005\n\n"); return -1;
  }

  // 第1步：创建服务端的socket。
  int listenfd;
  if ( (listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) { perror("socket"); return -1; }
  
  // 第2步：把服务端用于通信的地址和端口绑定到socket上。
  struct sockaddr_in servaddr;    // 服务端地址信息的数据结构。
  memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;  // 协议族，在socket编程中只能是AF_INET。
  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);          // 任意ip地址。
  //servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.190.134"); // 指定ip地址。
  servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));  // 指定通信端口。
  if (bind(listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)) != 0 )
  { perror("bind"); close(listenfd); return -1; }
 
  // 第3步：把socket设置为监听模式。
  if (listen(listenfd,5) != 0 ) { perror("listen"); close(listenfd); return -1; }
 
  // 第4步：接受客户端的连接。
  int  clientfd;                  // 客户端的socket。
  int  socklen=sizeof(struct sockaddr_in); // struct sockaddr_in的大小
  struct sockaddr_in clientaddr;  // 客户端的地址信息。
  clientfd=accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientaddr,(socklen_t*)&socklen);
  printf("客户端（%s）已连接。\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr));
 
  

```cpp
// 第5步：与客户端通信，接收客户端发过来的报文后，回复ok。
  char buffer[1024];
  while (1)
  {
    int iret;
    memset(buffer,0,sizeof(buffer));
    if ( (iret=recv(clientfd,buffer,sizeof(buffer),0))<=0) // 接收客户端的请求报文。
    {
       printf("iret=%d\n",iret); break;   
    }
    printf("接收：%s\n",buffer);
 
    strcpy(buffer,"ok");
    if ( (iret=send(clientfd,buffer,strlen(buffer),0))<=0) // 向客户端发送响应结果。
    { perror("send"); break; }
    printf("发送：%s\n",buffer);
  }
 
  // 第6步：关闭socket，释放资源。
  close(listenfd); close(clientfd); 
}

client.cpp

/*
 * 程序名：client.cpp，此程序用于演示socket的客户端
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
 
int main(int argc,char *argv[])
{
  if (argc!=3)
  {
    printf("Using:./client ip port\nExample:./client 127.0.0.1 5005\n\n"); return -1;
  }

  // 第1步：创建客户端的socket。
  int sockfd;
  if ( (sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) { perror("socket"); return -1; }
 
  // 第2步：向服务器发起连接请求。
  struct hostent* h;
  if ( (h = gethostbyname(argv[1])) == 0 )   // 指定服务端的ip地址。
  { printf("gethostbyname failed.\n"); close(sockfd); return -1; }
  struct sockaddr_in servaddr;
  memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;
  servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); // 指定服务端的通信端口。
  memcpy(&servaddr.sin_addr,h->h_addr,h->h_length);
  if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)) != 0)  // 向服务端发起连接清求。
  { perror("connect"); close(sockfd); return -1; }

  char buffer[1024];
 
  // 第3步：与服务端通信，发送一个报文后等待回复，然后再发下一个报文。
  for (int ii=0;ii<3;ii++)
  {
    int iret;
    memset(buffer,0,sizeof(buffer));
    sprintf(buffer,"这是第%d个超级女生，编号%03d。",ii+1,ii+1);
    if ( (iret=send(sockfd,buffer,strlen(buffer),0))<=0) // 向服务端发送请求报文。
    { perror("send"); break; }
    printf("发送：%s\n",buffer);

    memset(buffer,0,sizeof(buffer));
    if ( (iret=recv(sockfd,buffer,sizeof(buffer),0))<=0) // 接收服务端的回应报文。
    {
       printf("iret=%d\n",iret); break;
    }
    printf("接收：%s\n",buffer);
  }
 
  // 第4步：关闭socket，释放资源。
  close(sockfd);
}

流程：1.创建服务端的socket.

int listenfd;
  if ( (listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) { perror("socket"); return -1; }

2.把服务端用于通信的地址和端口绑定在socket上。

 struct sockaddr_in servaddr;    // 服务端地址信息的数据结构。
  memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;  // 协议族，在socket编程中只能是AF_INET。
  servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);          // 任意ip地址。
  //servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.190.134"); // 指定ip地址。
  servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));  // 指定通信端口。
  if (bind(listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)) != 0 )
  { perror("bind"); close(listenfd); return -1; }

3.把socket设为监听模式

if (listen(listenfd,5) != 0 ) { perror("listen"); close(listenfd); return -1; }

4.接受客户端的请求

 int  clientfd;                  // 客户端的socket。
  int  socklen=sizeof(struct sockaddr_in); // struct sockaddr_in的大小
  struct sockaddr_in clientaddr;  // 客户端的地址信息。
  clientfd=accept(listenfd,(struct sockaddr *)&clientaddr,(socklen_t*)&socklen);
  printf("客户端（%s）已连接。\n",inet_ntoa(clientaddr.sin_addr));

5.与客户端通信，接收客户端发过来的报文后，回复ok。

// 第5步：与客户端通信，接收客户端发过来的报文后，回复ok。
  char buffer[1024];
  while (1)
  {
    int iret;
    memset(buffer,0,sizeof(buffer));
    if ( (iret=recv(clientfd,buffer,sizeof(buffer),0))<=0) // 接收客户端的请求报文。
    {
       printf("iret=%d\n",iret); break;   
    }
    printf("接收：%s\n",buffer);
 
    strcpy(buffer,"ok");
    if ( (iret=send(clientfd,buffer,strlen(buffer),0))<=0) // 向客户端发送响应结果。
    { perror("send"); break; }
    printf("发送：%s\n",buffer);
  }

6.关闭socket，释放资源。

  close(listenfd); close(clientfd); 
}

流程:创建客户端的socket
1.创建客户端的socket

  int sockfd;
  if ( (sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) { perror("socket"); return -1; }

2.向服务器发起连接请求。

  struct hostent* h;
  if ( (h = gethostbyname(argv[1])) == 0 )   // 指定服务端的ip地址。
  { printf("gethostbyname failed.\n"); close(sockfd); return -1; }
  struct sockaddr_in servaddr;
  memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
  servaddr.sin_family = AF_INET;
  servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); // 指定服务端的通信端口。
  memcpy(&servaddr.sin_addr,h->h_addr,h->h_length);
  if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)) != 0)  // 向服务端发起连接清求。
  { perror("connect"); close(sockfd); return -1; }

  char buffer[1024];

3.与服务端通信，发送一个报文后等待回复，然后再发下一个报文。

  for (int ii=0;ii<3;ii++)
  {
    int iret;
    memset(buffer,0,sizeof(buffer));
    sprintf(buffer,"这是第%d个超级女生，编号%03d。",ii+1,ii+1);
    if ( (iret=send(sockfd,buffer,strlen(buffer),0))<=0) // 向服务端发送请求报文。
    { perror("send"); break; }
    printf("发送：%s\n",buffer);

    memset(buffer,0,sizeof(buffer));
    if ( (iret=recv(sockfd,buffer,sizeof(buffer),0))<=0) // 接收服务端的回应报文。
    {
       printf("iret=%d\n",iret); break;
    }
    printf("接收：%s\n",buffer);
  }

4.关闭socket，释放资源。

 close(sockfd);
}

四、注意事项

在socket通信的客户端和服务器的程序里，出现了多种数据结构，调用了多个函数，涉及到很多方面的知识，对初学者来说，更重要的是了解socket通信的过程、每段代码的用途和函数调用的功能，不要去纠缠这些结构体和函数的参数，这些函数和参数虽然比较多，但可以修改的非常少，别抄错就可以了，需要注意的地方我会提出。

1、socket文件描述符

在UNIX系统中，一切输入输出设备皆文件，socket()函数的返回值其本质是一个文件描述符，是一个整数。

2、服务端程序绑定地址
如果服务器有多个网卡，多个IP地址，socket通信可以指定用其中一个地址来进行通信，也可以任意ip地址。

1）指定ip地址的代码

 m_servaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.149.129");  // 指定ip地址`在这里插入代码片`

2）任意ip地址的代码

m_servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  // 本主机的任意ip地址
在实际开发中，采用任意ip地址的方式比较多。

3、服务端程序绑定的通信端口

  m_servaddr.sin_port = htons(5000);  // 通信端口

4、客户端程序指定服务端的ip地址

 struct hostent* h;
  if ( (h = gethostbyname("118.89.50.198")) == 0 )   // 指定服务端的ip地址。
  { printf("gethostbyname failed.\n"); close(sockfd); return -1; }

5、客户端程序指定服务端的通信端口

 servaddr.sin_port = htons(5000);

6、send函数
send函数用于把数据通过socket发送给对端。不论是客户端还是服务端，应用程序都用send函数来向TCP连接的另一端发送数据。

函数声明：

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);`在这里插入代码片`

sockfd为已建立好连接的socket。
buf为需要发送的数据的内存地址，可以是C语言基本数据类型变量的地址，也可以数组、结构体、字符串，内存中有什么就发送什么。
len需要发送的数据的长度，为buf中有效数据的长度。
flags填0, 其他数值意义不大。
函数返回已发送的字符数。出错时返回-1，错误信息errno被标记。
注意，就算是网络断开，或socket已被对端关闭，send函数不会立即报错，要过几秒才会报错。
如果send函数返回的错误（<=0），表示通信链路已不可用。
7、recv函数
recv函数用于接收对端socket发送过来的数据。
recv函数用于接收对端通过socket发送过来的数据。不论是客户端还是服务端，应用程序都用recv函数接收来自TCP连接的另一端发送过来数据。
函数声明：

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
sockfd为已建立好连接的socket。

buf为用于接收数据的内存地址，可以是C语言基本数据类型变量的地址，也可以数组、结构体、字符串，只要是一块内存就行了。
len需要接收数据的长度，不能超过buf的大小，否则内存溢出。
flags填0, 其他数值意义不大。
函数返回已接收的字符数。出错时返回-1，失败时不会设置errno的值。
如果socket的对端没有发送数据，recv函数就会等待，如果对端发送了数据，函数返回接收到的字符数。出错时返回-1。如果socket被对端关闭，返回值为0。
如果recv函数返回的错误（<=0），表示通信通道已不可用。
8、服务端有两个socket
对服务端来说，有两个socket，一个是用于监听的socket，还有一个就是客户端连接成功后，由accept函数创建的用于与客户端收发报文的socket。
9、程序退出时先关闭socket
socket是系统资源，操作系统打开的socket数量是有限的，在程序退出之前必须关闭已打开的socket，就像关闭文件指针一样，就像delete已分配的内存一样，极其重要。
值得注意的是，关闭socket的代码不能只在main函数的最后，那是程序运行的理想状态，还应该在main函数的每个return之前关闭。

相关的库函数详解

socket函数
socket函数用于创建一个新的socket，也就是向系统申请一个socket资源。socket函数用户客户端和服务端。
函数声明：

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

**domain：**协议域，又称协议族（family）。常用的协议族有AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或称AF_UNIX，Unix域Socket）、AF_ROUTE等。协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。

**type：**指定socket类型。常用的socket类型有SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等。流式socket（SOCK_STREAM）是一种面向连接的socket，针对于面向连接的TCP服务应用。数据报式socket（SOCK_DGRAM）是一种无连接的socket，对应于无连接的UDP服务应用。

protocol：指定协议。常用协议有IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_STCP、IPPROTO_TIPC等，分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。

说了一大堆废话，第一个参数只能填AF_INET，第二个参数只能填SOCK_STREAM，第三个参数只能填0。

除非系统资料耗尽，socket函数一般不会返回失败。

返回值：成功则返回一个socket，失败返回-1，错误原因存于errno 中。