Linux-C TCP简单例子

落日映苍穹つ 2022-03-08 00:36 296阅读 0赞

### **Linux-C TCP简单例子** ###

**一、简述**

**       记-使用TCP协议通信的简单例子。**

例子1：一个客户端，一个服务端，客户端发送信息，服务端就收信息。

例子2：使用多线程实现  服务器与客户端的双向通信。

例子3：使用多路复用实现 服务器与客户端的双向通信 。

例子4：多个客户端，一个服务器，客户端发送信息，服务端就收信息。

例子5：使用多线程实现  服务器与多个客户端的双向通信。

例子6：使用多路复用实现  服务器与多个客户端的双向通信。

代码打包：链接: https://pan.baidu.com/s/1x-JnmAm-4yqu54SoUqr20A 提取码: sxt5

**二、TCP基本操作。**

**     说明：  网络中有很多主机，我们使用IP地址标识主机的身份。一台主机有多个应用程序，我们使用端口号来标识应用。**

**       端口号范围0~65535,其中0~1024一般给系统使用，或者被知名软件所注册使用，所以为了避免冲突，开发时一般使用1025~65535。当主机某个端口收到消息，只有注册该端口(或者说绑定该端口)的应用才会收到消息。一般一个端口同时只能被一个应用所使用。**

**     补充：占用端口的程序异常退出之后，系统回收端口会有一定时间，此时再次绑定同一个端口会出现，端口被占用的情况。**

![20181201172741258.png][]

**     解决办法：方法1) 换一个端口    方法2）在代码中设置端口复用**

//设置端口复用的属性  
    	int on = 1; //1开启 0关闭
        int ret = setsockopt(socket_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on));	
    	if(ret < 0)
    	{
    		perror("setsockopt fail\n");
    		return -1;
    	}

**     基本操作步骤：**

服务器端：创建tcp监听scoket，绑定地址，accept()接受客户端连接，返回一个与客户端通信的socket。接收数据使用read(),

发送数据用write();使用close()关闭通信。

客户端：创建tcp通信socket，直接向指定的服务器地址发起连接请求，连接成功后，接收数据使用read(),发送数据用write();

使用close()关闭通信。

**server端**

//1 创建TCP通信socket
        int tcp_socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//AF_INET:标识IPv4协议，IPv6是AF_INET6；SOCK_STREAM标识是TCP协议，UDP是SOCK_DGRAM;0表示默认
    
    //2 绑定IP地址
    	struct sockaddr_in local_addr = {0};
    	local_addr.sin_family = AF_INET;//使用IPv4
    	local_addr.sin_port = htons(port));//port是端口号，网络传输使用大端字节序，使用htons()进行转换。端口是int类型，范围0~65535
    	local_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;  //自动检测本地网卡设备并绑定IP
    	
    	bind(tcp_socket_fd,(struct sockaddr *)&local_addr,sizeof(local_addr));//绑定socket的IP地址
    
    // 3 设置监听队列(最多可以连接多少个客户端)
        listen(tcp_socket_fd,5);
    
    //4 等待，接受客户端的链接
        struct sockaddr_in client_addr = {0};//用来存放客户端的地址信息
    	int len = sizeof(client_addr);//地址信息长度
    	int new_socket = 0;//与客户端通信的socket
        new_socket  = accept(tcp_socket_fd,(struct sockaddr *)&client_addr,&len);//阻塞，等待客户端的连接
    	
    //5 关闭通信socket
        close(new_socket);
        close(tcp_socket_fd);

client端

//1 创建TCP通信socket
        int tcp_socket_fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    
    //2 连接服务器
        struct sockaddr_in server_addr = {0};//要连接服务器的地址
        server_addr.sin_family = AF_INET;//使用IPv4
    	server_addr.sin_port = htons(port);//指定要连接服务器的某个端口， 端口是int类型，范围0~65535
    	server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);//服务器的ip， ip是字符串类型，要进行相应的转换
    	
    	connect(tcp_socket_fd ,(struct sockaddr *)&server_addr,sizeof(server_addr));//发起连接服务器请求
    	
    //3 关闭通信socket
        close(tcp_socket_fd);

<table>  socket()函数  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>功能</td> 
   <td colspan="2">创建通信端点(可以创建TCP通信端点、UDP通信端点)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>头文件</td> 
   <td colspan="2">#include &lt;sys/types.h&gt;&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;<br> #include &lt;sys/socket.h&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>原型</td> 
   <td colspan="2">int socket(int domain, int type, int protocol);</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>参数</td> 
   <td>domain</td> 
   <td>通信协议簇（包含IPv4,IPv6）,详细请看&lt;sys/socket.h&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>type</td> 
   <td> <p>通信协议类型(包含TCP，UDP)，更多请查询手册： man socket</p> <p>SOCK_STREAM：表示TCP</p> <p>SOCK_DGRAM：表示UDP</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>protocol</td> 
   <td>指定与套接字一起使用的特定协议。通常，只有一个协议支持给定协议族中的特定套接字类型，在这种情况下协议可以指定为0.但是，可能存在许多协议，在这种情况下，必须在此指定特定协议方式。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回值</td> 
   <td colspan="2"> <p>成功：返回一个文件描述符。</p> <p>失败：返回-1，并设置errno</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>备注</td> 
   <td colspan="2">详细请查看man手册：man 2 socket</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table>  bind()函数  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>功能</td> 
   <td colspan="2">将IP地址信息绑定到socket</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>头文件</td> 
   <td colspan="2">#include &lt;sys/types.h&gt;&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;<br> #include &lt;sys/socket.h&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>原型</td> 
   <td colspan="2">int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>参数</td> 
   <td>sockfd</td> 
   <td>通信socket</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>addr</td> 
   <td> <p>要绑定的地址信息（包括IP地址，端口号）</p> <p>通用地址结构体定义：</p> <p>struct sockaddr { <br> &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;sa_family_t sa_family;//地址族, AF_xxx<br> &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;char &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;sa_data[14];//包括IP和端口号<br> }</p> <p>新型的IP地址结构体：(查看新型的结构体信息：&nbsp;gedit &nbsp;/usr/include/linux/in.h )</p> <p>struct sockaddr_in { <br> &nbsp; __kernel_sa_family_t&nbsp;&nbsp; &nbsp;sin_family;&nbsp;&nbsp; &nbsp;/*地址族，IP协议*/ &nbsp;默认：AF_INET<br> &nbsp; __be16&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;sin_port;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;/*端口号*/<br> &nbsp; struct in_addr&nbsp;&nbsp; &nbsp;sin_addr;&nbsp;&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;/*网络IP地址*/</p> <p><br> &nbsp; unsigned char&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;__pad //8位的预留接口<br> };</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>addrlen</td> 
   <td>地址信息大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回值</td> 
   <td colspan="2"> <p>成功：返回0。</p> <p>失败：返回-1，并设置errno</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>备注</td> 
   <td colspan="2">详细请查看man手册：man 2 bind</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table>  connect()函数  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>功能</td> 
   <td colspan="2">发起连接请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>头文件</td> 
   <td colspan="2">#include &lt;sys/types.h&gt;&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;<br> #include &lt;sys/socket.h&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>原型</td> 
   <td colspan="2">int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>参数</td> 
   <td>sockfd</td> 
   <td>通信socket</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>addr</td> 
   <td> <p>要连接的服务器地址</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&nbsp;</td> 
   <td>addrlen</td> 
   <td>地址信息大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回值</td> 
   <td colspan="2"> <p>成功：返回0。</p> <p>失败：返回-1，并设置errno</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>备注</td> 
   <td colspan="2">详细请查看man手册：man 2 connect</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table>  htons()函数  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>功能</td> 
   <td colspan="2"> <p>将无符号短整型数（unsigned short integer）主机字节顺序转换为网络字节序</p> <p>（h:host主机，to，n:net网络，s:short短整型）</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>头文件</td> 
   <td colspan="2">#include &lt;arpa/inet.h&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>原型</td> 
   <td colspan="2">uint16_t htons(uint16_t hostshort);</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>参数</td> 
   <td>hostshort</td> 
   <td>无符号短整型数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回值</td> 
   <td colspan="2">转换后的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>备注</td> 
   <td colspan="2"> <p>详细请查看man手册：man 3 htons</p> <p>相关函数：</p> <p>uint32_t htonl(uint32_t hostlong);</p> <p>uint32_t ntohl(uint32_t netlong);</p> <p>uint16_t ntohs(uint16_t netshort);</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table>  inet_addr()函数  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>功能</td> 
   <td colspan="2"> <p>将地址cp从IPv4数字和点符号(点分十进制形式)转换为 网络字节顺序的二进制形式。</p> <p>(cp:char 类型的ip)</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>头文件</td> 
   <td colspan="2">#include &lt;sys/socket.h&gt;<br> #include &lt;netinet/in.h&gt;<br> #include &lt;arpa/inet.h&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>原型</td> 
   <td colspan="2">in_addr_t inet_addr(const char *cp);</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>参数</td> 
   <td>cp</td> 
   <td>ip地址 (如"192.168.21.155")</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回值</td> 
   <td colspan="2"> <p>成功：转换后的ip值</p> <p>失败：INADDR_NONE&nbsp; (-1)</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>备注</td> 
   <td colspan="2"> <p>手册中提到：</p> <p>使用inet_addr()函数是有问题的，因为失败时返回的-1是有效地址（255.255.255.255），应该避免使用。可以使用inet_aton（），inet_pton（3）或getaddrinfo（3），它们提供了一种更清晰的方式来指示错误返回。</p> <p>详细请查看man手册：man 3 inet_addr</p> <p>相关函数：</p> <p>int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);</p> <p>in_addr_t inet_network(const char *cp);</p> <p>char *inet_ntoa(struct in_addr in);</p> <p>struct in_addr inet_makeaddr(in_addr_t net, in_addr_t host);</p> <p>in_addr_t inet_lnaof(struct in_addr in);</p> <p>in_addr_t inet_netof(struct in_addr in);</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**三、例子**

例子1：一个客户端，一个服务端，客户端发送信息，服务端接收信息。

效果：

![20181201153021578.gif][]

server.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h> //close()
    #include <string.h> //strcmp()等字符串操作函数
    #include <stdlib.h> //atoi() 字符串转int
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//判断命令行参数是否满足
    	if(argc != 2)
    	{
    		printf("请传递一个端口号\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//将接收端口号并转换为int
    	int port = atoi(argv[1]);
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("创建tcp通信socket失败!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//2 绑定socket地址
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};//存放地址信息
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//AF_INET->IPv4  
    	server_addr.sin_port = htons(port);//端口号
    	server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//让系统检测本地网卡，自动绑定本地IP
    	int ret = bind(socket_fd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr) );
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("bind failed!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//3 设置监听队列，设置为可以接受5个客户端连接
    	ret = listen(socket_fd, 5);
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("listen falied!\n");
    	}
    
    
    	printf("server is running!\n");
    
    	struct sockaddr_in client_addr = {0};//用来存放客户端的地址信息
    	int len = sizeof(client_addr);
    	int new_socket_fd = -1;//存放与客户端的通信socket
    	
    	//4 等待客户端连接
    	new_socket_fd = accept( socket_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
    	if(new_socket_fd == -1)
    	{
    		perror("accpet error!\n");
    	}
    	else
    	{
    		printf("IP:%s, PORT:%d [connected]\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
    	}
    
    	//循环接收信息
    	while(1)
    	{
    		char buf[1024] = {0};
    		read(new_socket_fd, buf, sizeof(buf));//阻塞，,等待客户端发来消息
    		printf("receive msg:%s\n", buf);//打印消息
    		if(strcmp(buf, "exit") == 0)
    		{
    			break;//退出循环
    		}
    	}
    
    	//5 关闭socket
    	close(new_socket_fd);
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }

client.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h> //close()
    #include <string.h> //strcmp()等字符串操作函数
    #include <stdlib.h> //atoi() 字符串转int
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//检查命令行参数是否匹配
    	if(argc != 3)
    	{
    		printf("请传递要连接的服务器的ip和端口号");
    		return -1;
    	}
    	
    	int port = atoi(argv[2]);//从命令行获取端口号
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    	
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("socket failed!\n");
    	}
    
    	//2 连接服务器
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};//服务器的地址信息
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//IPv4协议
    	server_addr.sin_port = htons(port);//服务器端口号
    	server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//设置服务器IP
    	int ret = connect(socket_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("connect failed!\n");
    	}
    	else
    	{
    		printf("connect server successful!\n");
    	}
    
    
    	//3 循环发送消息
    	while(1)
    	{
    		char buf[1024] = {0};
    		printf("Please enter msg:");
    		scanf("%s",buf);
    		write(socket_fd,buf,strlen(buf));//发送消息
    		if(strcmp(buf, "exit") == 0)
    		{
    			break;//退出循环
    		}
    	}
    
    	//4 关闭心贴心socket
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }

例子2：使用多线程实现  服务器与客户端的双向通信。

效果：![20181201161324546.gif][]

server.c文件

client.c文件

例子:3：使用多路复用实现 服务器与客户端的双向通信 。

效果：刚开始的时候，客户端没有连接，是没有超时现象，也就是select()还没有"工作"。![20181201170114892.gif][]

server.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h> //atoi()
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//命令行需要传递一个参数
    	if(argc != 2)
    	{
    		printf("请传递一个端口号\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//从命令行获取端口号
    	int port = atoi(argv[1]);
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    	
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("socket failed!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//2 绑定socket地址
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//AF_INET->IPv4  
    	server_addr.sin_port = htons(port);// server port
    	server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//server ip (auto set by system)
    	int ret = bind(socket_fd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr) );
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("bind failed!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//3 设置监听队列，设置为可以同时连接5个客户端
    	ret = listen(socket_fd, 5);
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("listen falied!\n");
    		return -1;
    	}
    
    
    	printf("server is running!\n");
    
    	struct sockaddr_in client_addr = {0};//用来存放客户端的地址信息
    	int len = sizeof(client_addr);
    	int new_socket_fd = -1;//存放与客户端的通信socket
    	
    	//4 等待客户端连接
    	new_socket_fd = accept( socket_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
    	if(new_socket_fd == -1)
    	{
    		perror("accpet error!\n");
    	}
    	else
    	{
    		printf("IP:%s, PORT:%d [connected]\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
    	}
    
    	//定义一个文件描述符集合
    	fd_set fds;
    	//定义一个时间结构体  
    	struct timeval  time;
    	time.tv_sec = 5;//5秒
    	time.tv_usec = 0;
    
    	
    	//循环监视文件描述符集合 	
    	while(1)
    	{
    		//清空文件描述符集合
    		FD_ZERO(&fds);
    		//把标准输入设备加入到集合中 
    		FD_SET(0,&fds);
    		//把网络通信文件描述符加入到集合中 
    		FD_SET(new_socket_fd, &fds);
    		
    		//select会更新超时参数以指示剩余时间
    		time.tv_sec = 3;//3秒超时
    		time.tv_usec = 0;
    		
    		//select会等待time这么久，time可以不设置，即填NULL，那么select会一直阻塞，直到集合中有活跃的描述符
    		ret = select(new_socket_fd+1,&fds,NULL,NULL,&time);//阻塞等待time，直到集合中有活跃的描述符
    		if(ret < 0)//错误
    		{
    			perror("select fail:");
    			return -1;
    		}
    		else if(ret == 0) //超时
    		{
    			printf("timeout\n");
    		}
    		else if(ret > 0) //有活跃的  ret为1
    		{
    			//printf("ret=%d\n",ret);
    			
    			//判断是否是 标准输入设备活跃 假设是则发送数据 
    			if(FD_ISSET(0, &fds))//标准输入的描述符是0
    			{
    				char buf[1024] = {0};
    				scanf("%s",buf);
    				write(new_socket_fd,buf,strlen(buf));
    				if(strcmp(buf, "exit") == 0)
    				{
    					break;
    				}
    			}
    			
    			//判断是否是new_socket_fd活跃，(有消息收到)
    			if(FD_ISSET(new_socket_fd,&fds))
    			{
    				char buf[1024] = {0};
    				read(new_socket_fd, buf, sizeof(buf));
    				printf("receive msg:%s\n", buf);
    				if(strcmp(buf, "exit") == 0 || strcmp(buf, "") == 0)
    				{
    					break;
    				}
    			}
    		}
    		printf(".");//用来验证select的阻塞
    		
    	}
    
    	//5 关闭通信socket
    	close(new_socket_fd);
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }

client.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h> //atoi()
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//判断参数个数是否匹配
    	if(argc != 3)
    	{
    		printf("请传递要连接的服务器的IP和端口号\n");
    		return -1;
    	}
    	
    	int port = atoi(argv[2]);//从命令行接收参数
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("socket failed!\n");
    	}
    
    	//2 连接服务器
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};//服务器的地址信息
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//IPv4协议
    	server_addr.sin_port = htons(port);//服务器端口号
    	server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//设置服务器IP
    	int ret = connect(socket_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("connect failed!\n");
    	}
    	else
    	{
    		printf("connect server successful!\n");
    	}
    
    	//定义一个文件描述符集合
    	fd_set fds;
    	
    	//3 发送消息
    	while(1)
    	{
    		//清空文件描述符集合
    		FD_ZERO(&fds);
    		//把标准输入设备加入到集合中 
    		FD_SET(0,&fds);
    		//把网络通信文件描述符加入到集合中 
    		FD_SET(socket_fd,&fds);
    		
    		
    		ret = select(socket_fd+1,&fds,NULL,NULL,NULL);
    		if(ret < 0)//错误
    		{
    			perror("select fail:");
    			return -1;
    		}
    		else if(ret > 0) //有活跃的
    		{
    			//判断是否是 标准输入设备活跃 假设是则发送数据
    			if(FD_ISSET(0,&fds))
    			{
    				char buf[1024] = {0};
    				scanf("%s",buf);
    				write(socket_fd,buf,strlen(buf));
    				if(strcmp(buf, "exit") == 0)
    				{
    					break;
    				}
    			}
    
    			//判断是否是socket_fd活跃，是则说明有数据收到
    			if(FD_ISSET(socket_fd,&fds))
    			{
    				char buf[1024]={0};
    				read(socket_fd,buf,sizeof(buf));
    				printf("receive msg:%s\n",buf);
    				if(strcmp(buf, "exit") == 0 || strcmp(buf, "") == 0)
    				{
    					break;
    				}
    
    
    			}
    		}
    		printf("·");//用来验证select的阻塞
    	
    	}
    
    	//4 关闭通信socket
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }

例子4：多个客户端，一个服务器，客户端发送信息，服务端接收消息。(只能接收最后连接的客户端的消息，因为代码中只处理最新获取的socket)

效果：![20181201172013158.gif][]

server.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h> //atoi()
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//判断命令行参数是否满足
    	if(argc != 2)
    	{
    		printf("请传递一个端口号\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//将接收端口号并转换为int
    	int port = atoi(argv[1]);
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("创建tcp通信socket失败!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//2 绑定socket地址
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};//存放地址信息
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//AF_INET->IPv4  
    	server_addr.sin_port = htons(port);//端口号
    	server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//让系统检测本地网卡，自动绑定本地IP
    	int ret = bind(socket_fd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr) );
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("bind failed!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//3 设置监听队列，设置为可以接受5个客户端连接
    	ret = listen(socket_fd, 5);
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("listen falied!\n");
    	}
    
    
    	printf("server is running!\n");
    
    	struct sockaddr_in client_addr = {0};//用来存放客户端的地址信息
    	int len = sizeof(client_addr);
    	int new_socket_fd = -1;//存放与客户端的通信socket
    	
    	//循环接受客户端
    	while(1)
    	{
    		new_socket_fd = accept( socket_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);//阻塞，直到有客户端连接，才会向下执行
    		if(new_socket_fd == -1)
    		{
    			perror("accpet error!\n");
    		}
    		else
    		{
    			printf("IP:%s, PORT:%d [connected]\n", inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
    		}
    		
    		char buf[1024] = {0};
    		read(new_socket_fd, buf, sizeof(buf));//接收最新客户端的消息。
    		printf("receive msg:%s\n", buf);
    		if(strcmp(buf, "exit") == 0)
    		{
    			break;
    		}
    	}
    
    	//5 关闭通信socket
    	close(new_socket_fd);
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }

clcient.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h> //close()
    #include <string.h> //strcmp()等字符串操作函数
    #include <stdlib.h> //atoi() 字符串转int
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//检查命令行参数是否匹配
    	if(argc != 3)
    	{
    		printf("请传递要连接的服务器的ip和端口号");
    		return -1;
    	}
    	
    	int port = atoi(argv[2]);//从命令行获取端口号
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    	
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("socket failed!\n");
    	}
    
    	//2 连接服务器
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};//服务器的地址信息
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//IPv4协议
    	server_addr.sin_port = htons(port);//服务器端口号
    	server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//设置服务器IP
    	int ret = connect(socket_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("connect failed!\n");
    	}
    	else
    	{
    		printf("connect server successful!\n");
    	}
    
    
    	//3 循环发送消息
    	while(1)
    	{
    		char buf[1024] = {0};
    		printf("Please enter msg:");
    		scanf("%s",buf);
    		write(socket_fd,buf,strlen(buf));//发送消息
    		if(strcmp(buf, "exit") == 0 || strcmp(buf, "") == 0)
    		{
    			break;//退出循环
    		}
    	}
    
    	//4 关闭心贴心socket
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }

例子5：使用多线程实现  服务器与多个客户端的双向通信。

（没有检查数组索引越界，在线程退出时没有处理好资源释放）

效果：![20181201174959735.gif][]

sever.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h> //atoi()
    #include <pthread.h>
    
    void * recv_msg(void *arg);//接收消息函数声明
    void * send_msg(void *arg);//发送消息函数声明
    
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//命令行需要传递一个参数
    	if(argc != 2)
    	{
    		printf("请传递一个端口号\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//从命令行获取端口号
    	int port = atoi(argv[1]);
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    	
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("socket failed!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//2 绑定socket地址
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//AF_INET->IPv4  
    	server_addr.sin_port = htons(port);// server port
    	server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//server ip (auto set by system)
    	int ret = bind(socket_fd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr) );
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("bind failed!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//3 设置监听队列，设置为可以同时连接5个客户端
    	ret = listen(socket_fd, 5);
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("listen falied!\n");
    		return -1;
    	}
    
    
    	printf("server is running!\n");
    
    	struct sockaddr_in client_addr = {0};//用来存放客户端的地址信息
    	int len = sizeof(client_addr);
    	
    	int i = 0;
    	int socket_arr[5] = {0};//存放与客户端的通信socket
    	pthread_t send_thread = 0;//存放发送线程的id
    	while(1)//不断的接受客户端的请求
    	{
    		int new_socket_fd = -1;
    		new_socket_fd = accept( socket_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
    		if(new_socket_fd == -1)
    		{
    			perror("accpet error!\n");
    		}
    		else
    		{
    			printf("[ID:%d] IP:%s, PORT:%d [connected]\n", i, inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
    			socket_arr[i] = new_socket_fd;
    
    			//开启接收线程 一条接收线程对应一个连接的客户端
    			pthread_t recv_thread;
    			pthread_create(&recv_thread, NULL, recv_msg, (void*)&socket_arr[i]);
    			i++;
    			if(send_thread == 0)//只在第一次创建发送线程
    			{
    				pthread_create(&send_thread, NULL, send_msg, (void*)socket_arr);
    			}
    			
    		}
    	}
    
    	//5 关闭socket
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }
    
    //接收线程所要执行的函数 接收消息
    void * recv_msg(void *arg)
    {
    	int *socket_fd = (int *)arg;//通信的socket
    	while(1)
    	{
    		char buf[1024] = {0};
    		read(*socket_fd, buf, sizeof(buf));//阻塞，等待接收消息
    		printf("receive msg:%s\n", buf);
    		if(strncmp(buf, "exit", 4) == 0 || strcmp(buf, "") == 0)
    		{
    			//通知主线程。。。
    			
    			break;//退出
    		}
    	}
    	return NULL;
    }
    
    //发送线程所要执行的函数 发送消息
    void * send_msg(void *arg)
    {
    	int (*socket_arr_pt)[5] = (int (*) [5])arg;//数组指针
    	
    	while(1)
    	{
    		int id = 0;
    		char buf[1024] = {0};
    		scanf("%d %s", &id, buf);
    		if(id<0 || id>4)
    		{
    			printf("id 0~4");
    			continue;
    		}
    		
    		
    		write( (*socket_arr_pt)[id], buf, sizeof(buf));
    		
    		if(strcmp(buf, "exit") == 0 || strcmp(buf, "") == 0)
    		{
    			
    			break;
    		}
    	}
    	
    	//close(socket_arr[0]);
    	return NULL;
    }

clinet.c文件

例子6：使用多路复用实现  服务器与多个客户端的双向通信。

效果：![2018120311292775.gif][]

server.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h> //atoi()
    
    int get_max_socket_fd(int socket_arr[]);//获取最大的通信socket描述符。
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//判断命令行参数是否满足
    	if(argc != 2)
    	{
    		printf("请传递一个端口号\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//将接收端口号并转换为int
    	int port = atoi(argv[1]);
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("创建tcp通信socket失败!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//2 绑定socket地址
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};//存放地址信息
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//AF_INET->IPv4  
    	server_addr.sin_port = htons(port);//端口号
    	server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//让系统检测本地网卡，自动绑定本地IP
    	int ret = bind(socket_fd, (struct sockaddr *) &server_addr, sizeof(server_addr) );
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("bind failed!\n");
    		return -1;
    	}
    
    	//3 设置监听队列，设置为可以接受5个客户端连接
    	ret = listen(socket_fd, 5);
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("listen falied!\n");
    	}
    
    
    	printf("server is running!\n");
    
    	
    	struct sockaddr_in client_addr = {0};//用来保存客户端的地址信息
    	int len = sizeof(client_addr);
    	int socket_fd_arr[5] = {-1, -1, -1, -1, -1};//用来保存5个客户端的通信socket
    	
    
    	//定义一个文件描述符集合
    	fd_set fds;
    	//定义一个时间结构体  
    	struct timeval  time;
    	time.tv_sec = 3;//超时时间
    	time.tv_usec = 0;
    	//循环监视文件描述符集合 
    	int new_socket_fd = -1;
    	int max_socket_fd = -1;//保存最大的socket描述符
    	int index = -1, i;
    	
    	//循环监视文件描述符集合
    	while(1)
    	{
    		//清空文件描述符集合
    		FD_ZERO(&fds);
    		//把标准输入设备加入到集合中 
    		FD_SET(0, &fds);
    		FD_SET(socket_fd, &fds);//将监听socket添加到集合中
    		
    		//把网络通信文件描述符加入到集合中 
    		for(i=0; i<=index; i++)
    		{
    			FD_SET(socket_fd_arr[i],&fds);
    		}
    		
    		//获取最大的通信socket描述符。
    		max_socket_fd = get_max_socket_fd(socket_fd_arr);
    		if(max_socket_fd == -1)
    		{
    			max_socket_fd = socket_fd;
    		}
    		
    		ret = select(max_socket_fd+1,&fds,NULL,NULL,&time);//检查集合中是否有活跃的描述符
    		if(ret < 0)//错误
    		{
    			perror("select fail");
    			return -1;
    		}
    		else if(ret == 0) //超时
    		{
    			//printf("timeout1\n");
    		}
    		else if(ret > 0) //有活跃的 
    		{
    			if(FD_ISSET(socket_fd,&fds))//监听socket活跃，说明有客户端请求连接
    			{
    				new_socket_fd = accept( socket_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, &len);
    				if(new_socket_fd == -1)
    				{
    					perror("accpet error!\n");
    					continue;
    				}
    				else
    				{
    					if(index>=5)
    					{
    						index = 4;
    						printf("index>=5\n");
    						continue;
    					}
    					socket_fd_arr[++index] = new_socket_fd;//将通信socket保存到数组中
    					printf("[ID:%d] IP:%s, PORT:%d [connected]\n", index, inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));
    					
    				}
    			}
    			
    			//判断是否 标准输入设备活跃 假设是则发送数据 
    			if(FD_ISSET(0,&fds))
    			{
    				char buf[1024] = {0};
    				int client = -1;
    				scanf("%d %s", &client, buf);
    				if(client>=0 && client<=index)
    				{
    					write(socket_fd_arr[client],buf,strlen(buf));
    					
    				}
    				else //给所有的客户端发消息
    				{
    					for(i=0; i<=index; i++)
    					{
    						write(socket_fd_arr[i],buf,strlen(buf));
    					}
    			
    				}
    				if(strcmp(buf, "exit") == 0)
    				{
    					break;
    				}
    			}
    			
    			//判断是否有收到消息 
    			for(i=0; i<=index; i++)
    			{
    				if(FD_ISSET(socket_fd_arr[i],&fds))//判断通信socket是否有活跃
    				{
    					char buf[1024] = {0};
    					read(socket_fd_arr[i], buf, sizeof(buf));
    					
    					if(strcmp(buf, "exit") == 0 || strcmp(buf, "") == 0)
    					{
    						break;
    					}
    					else if(strlen(buf)>0)
    					{
    						printf("receive msg form [ID:%d]:%s\n", i, buf);
    					}
    				}
    			}
    		}
    		
    	}
    
    	//5 关闭通信socket
    	close(new_socket_fd);
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }
    
    //获取最大的通信socket描述符。
    int get_max_socket_fd(int socket_arr[])
    {
    	int max = -1;
    	int i;
    	for(i=0; i<5; i++)
    	{
    		if(socket_arr[i]>max)
    		{
    			max = socket_arr[i];
    		}
    	}
    	
    	return max;
    }

client.c文件

#include <stdio.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <stdlib.h> //atoi()
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	//检查命令行参数是否匹配
    	if(argc != 3)
    	{
    		printf("请传递要连接的服务器的ip和端口号");
    		return -1;
    	}
    	
    	int port = atoi(argv[2]);//从命令行获取端口号
    	if( port<1025 || port>65535 )//0~1024一般给系统使用，一共可以分配到65535
    	{
    		printf("端口号范围应为1025~65535");
    		return -1;
    	}
    	
    	//1 创建tcp通信socket
    	int socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    	if(socket_fd == -1)
    	{
    		perror("socket failed!\n");
    	}
    
    	//2 连接服务器
    	struct sockaddr_in server_addr = {0};//服务器的地址信息
    	server_addr.sin_family = AF_INET;//IPv4协议
    	server_addr.sin_port = htons(port);//服务器端口号
    	server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);//设置服务器IP
    	int ret = connect(socket_fd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
    	if(ret == -1)
    	{
    		perror("connect failed!\n");
    	}
    	else
    	{
    		printf("connect server successful!\n");
    	}
    
    	//要监视的描述符集合
    	fd_set fds;
    	
    	//3 send msg
    	while(1)
    	{
    		//清空文件描述符集合
    		FD_ZERO(&fds);
    		//把标准输入设备加入到集合中 
    		FD_SET(0,&fds);
    		//把网络通信文件描述符加入到集合中 
    		FD_SET(socket_fd,&fds);
    		
    		ret = select(socket_fd+1,&fds,NULL,NULL,NULL);
    		if(ret < 0)//错误
    		{
    			perror("select fail:");
    			return -1;
    		}
    		else if(ret > 0) //有活跃的
    		{
    			//判断是否 标准输入设备活跃 假设是则发送数据
    			if(FD_ISSET(0,&fds))
    			{
    				char buf[1024] = {0};
    				scanf("%s",buf);
    				write(socket_fd,buf,strlen(buf));
    				if(strcmp(buf, "exit") == 0)
    				{
    					break;
    				}
    			}
    
    			//判断是否有收到数据
    			if(FD_ISSET(socket_fd,&fds))
    			{
    				char buf[1024]={0};
    				read(socket_fd,buf,sizeof(buf));
    				printf("receive msg:%s\n",buf);
    				if(strcmp(buf, "exit") == 0 || strcmp(buf, "") == 0)
    				{
    					break;
    				}
    
    
    			}
    
    
    		}
    	
    	}
    
    	//4 关闭通信socket
    	close(socket_fd);
    
    	return 0;
    }

\----------------------------------------------------多路复用-----------------------------

再某些情况下代替多线程，以便节省资源。

<table>  select)函数  
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>功能</td> 
   <td colspan="2">监视多个文件描述符，阻塞等待设定的时间，直到一个或多个文件描述符变为“准备好”，继续往下执行。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>头文件</td> 
   <td colspan="2">#include &lt;sys/time.h&gt;<br> #include &lt;sys/types.h&gt;<br> #include &lt;unistd.h&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>原型</td> 
   <td colspan="2">int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="1">参数</td> 
   <td>nfds</td> 
   <td>要监视的描述符集合中数值最大的描述符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>readfds</td> 
   <td>读文件描述符集合，通常设置为要监视的描述符集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>writefds</td> 
   <td>写文件描述符集合，通常设置为NULL</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>exceptfds</td> 
   <td>其它文件描述符集合，通常设置为NULL</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="1">&nbsp;</td> 
   <td>timeout</td> 
   <td> <p>超时时间(阻塞等待的时间，时间一到，就会往下执行。如果为NULL，会一直等到有描述符活跃为止)</p> <p>时间结构体 (定义在&lt;sys/time.h&gt; 头文件中)</p> <p>struct timeval { <br> &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;long &nbsp; &nbsp;tv_sec; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; /* 秒*/<br> &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;long &nbsp; &nbsp;tv_usec; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;/* 微秒*/<br> };</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>返回值</td> 
   <td colspan="2"> <p>-1：出错</p> <p>0：超时</p> <p>1：有活跃的文件描述符</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>备注</td> 
   <td colspan="2"> <p>详细请查看man手册：man 2 select</p> <p>相关函数：</p> <p>void FD_CLR(int fd, fd_set *set); //将某个描述符 从集合中清除出去<br> int &nbsp;FD_ISSET(int fd, fd_set *set);//判断某个描述符是否 活跃<br> void FD_SET(int fd, fd_set *set);//往描述符监视集合 添加一个描述符<br> void FD_ZERO(fd_set *set);//清空描述符集合</p> <p>注：select会更新 超时时间timeout，所以如果多次使用select需要重置timeout。</p> <p>往下执行时，将修改每个文件描述符集以指示哪些文件描述符实际更改了状态。 因此，如果在循环中使用select（），则需要在每次调用之前对集合进行重新定义。</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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[20181201161324546.gif]: /images/20220308/b9d9075709f34aed9af4b7a1930aa9b2.png
[20181201170114892.gif]: /images/20220308/0dab37b5de0344348e4b1ceee049aeec.png
[20181201172013158.gif]: /images/20220308/ba080c6ba6824579b2818987d8df9e80.png
[20181201174959735.gif]: /images/20220308/cbf5d3a2b9924303abf0a639baf1eb0c.png
[2018120311292775.gif]: /images/20220308/39145f666bb04c65808c5a9671ca9892.png