文章目錄
一、源代碼說明
freecplus是一個Linux系統下的C/C++開源框架，源代碼請前往C語言技術網(www.freecplus.net)下載。
本文介紹的是freecplus框架的TCP/IP協議網絡通信的函數和類。
函數和類的聲明文件是freecplus/_freecplus.h。
函數和類的定義文件是freecplus/_freecplus.cpp。
示例程序位於freecplus/demo目錄中。
編譯規則文件是freecplus/demo/makefile。
二、概述
freecplus框架對socket通信封裝如下：
CTcpClient類：socket通信的客戶端類。
CTcpServer類：socket通信的服務端類。
TcpRead函數：接收socket的對端發送過來的數據。
TcpWrite函數：向socket的對端發送數據。
Readn函數：從已經準備好的socket中讀取數據。
Writen函數：向已經準備好的socket中寫入數據。
在閱讀本文章之前，您必須熟悉TCP/IP協議和socket通信，本文是介紹的是freecplus框架中網絡通信的類和函數的用法，不會介紹網絡通信的基礎知識。
三、通信的報文格式
freecplus框架的socket通信報文格式如下：
報文長度+報文內容
報文長度爲4字節的整數，表示的是報文內容的長度，而不是整個TCP報文的長度，整個TCP報文的長度是報文內容的長度+4。
報文長度是4字節的整數，即int，是以二進制流的方式寫入socket，不是ascii碼。
採用CTcpClient類、CTcpServer類、TcpRead函數和TcpWrite函數進行socket通信，可以避免TCP報文粘包的問題。
四、socket通信客戶端
socket通信的客戶端封裝在CTcpClient類中。
類的聲明：
// socket通信的客戶端類
class CTcpClient
{
public:
int m_sockfd; // 客戶端的socket.
char m_ip[21]; // 服務端的ip地址。
int m_port; // 與服務端通信的端口。
bool m_state; // 與服務端的socket連接狀態。
bool m_btimeout; // 調用Read和Write方法時，失敗的原因是否是超時：true-未超時，false-已超時。
int m_buflen; // 調用Read方法後，接收到的報文的大小，單位：字節。
CTcpClient(); // 構造函數。
// 向服務端發起連接請求。
// ip：服務端的ip地址。
// port：服務端監聽的端口。
// 返回值：true-成功；false-失敗。
bool ConnectToServer(const char *ip,const int port);
// 接收服務端發送過來的數據。
// buffer：接收數據緩衝區的地址，數據的長度存放在m_buflen成員變量中。
// itimeout：等待數據的超時時間，單位：秒，缺省值是0-無限等待。
// 返回值：true-成功；false-失敗，失敗有兩種情況：1）等待超時，成員變量m_btimeout的值被設置爲true；2）socket連接已不可用。
bool Read(char *buffer,const int itimeout=0);
// 向服務端發送數據。
// buffer：待發送數據緩衝區的地址。
// ibuflen：待發送數據的大小，單位：字節，缺省值爲0，如果發送的是ascii字符串，ibuflen取0，如果是二進制流數據，ibuflen爲二進制數據塊的大小。
// 返回值：true-成功；false-失敗，如果失敗，表示socket連接已不可用。
bool Write(const char *buffer,const int ibuflen=0);
// 斷開與服務端的連接
void Close();
~CTcpClient(); // 析構函數自動關閉socket，釋放資源。
};
五、socket通信的服務端
socket通信的服務端封裝在CTcpServer類中。
類的聲明：
// socket通信的服務端類
class CTcpServer
{
private:
int m_socklen; // 結構體struct sockaddr_in的大小。
struct sockaddr_in m_clientaddr; // 客戶端的地址信息。
struct sockaddr_in m_servaddr; // 服務端的地址信息。
public:
int m_listenfd; // 服務端用於監聽的socket。
int m_connfd; // 客戶端連接上來的socket。
bool m_btimeout; // 調用Read和Write方法時，失敗的原因是否是超時：true-未超時，false-已超時。
int m_buflen; // 調用Read方法後，接收到的報文的大小，單位：字節。
CTcpServer(); // 構造函數。
// 服務端初始化。
// port：指定服務端用於監聽的端口。
// 返回值：true-成功；false-失敗，一般情況下，只要port設置正確，沒有被佔用，初始化都會成功。
bool InitServer(const unsigned int port);
// 阻塞等待客戶端的連接請求。
// 返回值：true-有新的客戶端已連接上來，false-失敗，Accept被中斷，如果Accept失敗，可以重新Accept。
bool Accept();
// 獲取客戶端的ip地址。
// 返回值：客戶端的ip地址，如"192.168.1.100"。
char *GetIP();
// 接收客戶端發送過來的數據。
// buffer：接收數據緩衝區的地址，數據的長度存放在m_buflen成員變量中。
// itimeout：等待數據的超時時間，單位：秒，缺省值是0-無限等待。
// 返回值：true-成功；false-失敗，失敗有兩種情況：1）等待超時，成員變量m_btimeout的值被設置爲true；2）socket連接已不可用。
bool Read(char *buffer,const int itimeout);
// 向客戶端發送數據。
// buffer：待發送數據緩衝區的地址。
// ibuflen：待發送數據的大小，單位：字節，缺省值爲0，如果發送的是ascii字符串，ibuflen取0，如果是二進制流數據，ibuflen爲二進制數據塊的大小。
// 返回值：true-成功；false-失敗，如果失敗，表示socket連接已不可用。
bool Write(const char *buffer,const int ibuflen=0);
// 關閉監聽的socket，即m_listenfd，常用於多進程服務程序的子進程代碼中。
void CloseListen();
// 關閉客戶端的socket，即m_connfd，常用於多進程服務程序的父進程代碼中。
void CloseClient();
~CTcpServer(); // 析構函數自動關閉socket，釋放資源。
};
六、示例程序
1、客戶端
示例（demo47.cpp）
/*
* 程序名：demo47.cpp，此程序演示採用freecplus框架的CTcpClient類實現socket通信的客戶端。
* 作者：C語言技術網(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "../_freecplus.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
CTcpClient TcpClient; // 創建客戶端的對象。
if (TcpClient.ConnectToServer("172.16.0.15",5858)==false) // 向服務端發起連接請求。
{
printf("TcpClient.ConnectToServer(\"172.16.0.15\",5858) failed.\n"); return -1;
}
char strbuffer[1024]; // 存放數據的緩衝區。
for (int ii=0;ii<5;ii++) // 利用循環，與服務端進行5次交互。
{
memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
snprintf(strbuffer,50,"這是第%d個超級女生，編號%03d。",ii+1,ii+1);
printf("發送：%s\n",strbuffer);
if (TcpClient.Write(strbuffer)==false) break; // 向服務端發送請求報文。
memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
if (TcpClient.Read(strbuffer,20)==false) break; // 接收服務端的迴應報文。
printf("接收：%s\n",strbuffer);
sleep(1);
}
// 程序直接退出，析構函數會釋放資源。
}
2、服務端
示例（demo48.cpp）
/*
* 程序名：demo48.cpp，此程序演示採用freecplus框架的CTcpServer類實現socket通信的服務端。
* 作者：C語言技術網(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include "../_freecplus.h"
int main(int argc,char *argv[])
{
CTcpServer TcpServer; // 創建服務端對象。
if (TcpServer.InitServer(5858)==false) // 初始化TcpServer的通信端口。
{
printf("TcpServer.InitServer(5858) failed.\n"); return -1;
}
if (TcpServer.Accept()==false) // 等待客戶端連接。
{
printf("TcpServer.Accept() failed.\n"); return -1;
}
printf("客戶端(%s)已連接。\n",TcpServer.GetIP());
char strbuffer[1024]; // 存放數據的緩衝區。
while (true)
{
memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer));
if (TcpServer.Read(strbuffer,300)==false) break; // 接收客戶端發過來的請求報文。
printf("接收：%s\n",strbuffer);
strcat(strbuffer,"ok"); // 在客戶端的報文後加上"ok"。
printf("發送：%s\n",strbuffer);
if (TcpServer.Write(strbuffer)==false) break; // 向客戶端迴應報文。
}
printf("客戶端已斷開。\n"); // 程序直接退出，析構函數會釋放資源。
}
3、運行程序前的準備端
我希望您已經學過計算機網絡的基礎知識，在運行示例程序之前，請確保您的Linux操作系統已開通防火牆。
在demo47.cpp和demo48.cpp程序中，服務端的ip地址和通信端口是寫死在程序中的，請根據您的實際情況修改它們，然後重新編譯。
4、運行程序
先啓動demo48，然後啓動demo47。
demo47的運行效果如下：
demo48的運行效果如下：
七、socket通信的函數
採用CTcpClient和CTcpServer類實現socket通信功能非常方便，但是在實際開發中，某些場景中不能只依賴這兩個類，例如多程線和異步通信等場景，還必須結合以下將要介紹的幾個函數一起使用。
1、TcpRead函數
接收socket的對端發送過來的數據。
函數的聲明：
bool TcpRead(const int sockfd,char *buffer,int *ibuflen,const int itimeout=0);
參數說明：
sockfd：可用的socket連接。
buffer：接收數據緩衝區的地址。
ibuflen：本次成功接收數據的字節數。
itimeout：接收等待超時的時間，單位：秒，缺省值是0-無限等待。
返回值：true-成功；false-失敗，失敗有兩種情況：1）等待超時；2）socket連接已不可用。
在CTcpClient和CTcpServer類的Read方法中調用了TcpRead函數。
2、TcpWrite函數
向socket的對端發送數據。
函數的聲明：
bool TcpWrite(const int sockfd,const char *buffer,const int ibuflen=0);
參數說明：
sockfd：可用的socket連接。
buffer：待發送數據緩衝區的地址。
ibuflen：待發送數據的字節數，如果發送的是ascii字符串，ibuflen取0，如果是二進制流數據，ibuflen爲二進制數據塊的大小。
返回值：true-成功；false-失敗，如果失敗，表示socket連接已不可用。
在CTcpClient和CTcpServer類的Write方法中調用了TcpRead函數。
3、Readn函數
從已經準備好的socket中讀取數據。
函數的聲明：
bool Readn(const int sockfd,char *buffer,const size_t n);
sockfd：已經準備好的socket連接。
buffer：接收數據緩衝區的地址。
n：本次接收數據的字節數。
返回值：成功接收到n字節的數據後返回true，socket連接不可用返回false。
注意：
1）sockfd是已經準備好的socket連接，那什麼是已經準備好的socket？在這個socket上，已經或馬上有n字節的數據一定會到達。
2）成功接收到n字節的數據後返回true，如果沒有n字節的數據怎麼辦？不會，在1）中已經說明了，一定會有n字節的數據會到達。
3）如果數據大於n字節怎麼辦？Readn只讀取n個字節的數據，其它的數據屬於其它的報文。
4）socket的對端是採用Writen方法寫入的數據。
在TcpRead函數中，調用了Readn函數。
4、Writen函數
向已經準備好的socket中寫入數據。
函數的聲明：
bool Writen(const int sockfd,const char *buffer,const size_t n);
sockfd：已經準備好的socket連接。
buffer：待發送數據緩衝區的地址。
n：待發送數據的字節數。
返回值：成功發送完n字節的數據後返回true，socket連接不可用返回false。
在TcpWrite函數中，調用了Writen函數。
八、版權聲明
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來源：C語言技術網（www.freecplus.net）
作者：碼農有道
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