說明

調用read(recv)函數和 write(send)函數，收發數據，實現與客戶端的通信。

read函數和write函數的用法我們在說明文件IO博客中時已經做了詳細的說明，我們這裏着重說明recv和send這兩個函數，recv和send其實和read和write差不多，它們的前三個參數都是一樣的，只不過recv和send多了第四個參數。

不管是使用read、write還是使用recv、send來實現TCP數據的收發，由於TCP建立連接時自動已經記錄下了對方的IP和端口，所以使用這些函數實現數據收發時，只需要指定通信描述符即可，不需要指定對方的ip和端口。

send函數

函數原型

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

功能

向對方發送數據。

其實也可以使用sendto函數，相比於send函數來說多了兩個參數，當sendto函數的後兩個參數寫NULL和0時，能完全等價於send函數。

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, NULL, 0);

類似TCP這種面向連接的通信，我們一般使用send而不是使用sendto，因爲sendto函數多了兩個參數，用起來有點麻煩。

類似UDP這種不需要連接的通信，必須使用sendto，不能使用send，我們後面在說明UDP通信的時候進行詳細說明。

返回值

成功

返回發送的字節數。

失敗

返回-1，ernno被設置。

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

參數

sockefd

用於通信的通信描述符

不要因爲參數名字寫的是sockfd，就認爲一定是socket函數返回“套接字文件描述符”。

socket函數返回的描述符是用來監聽用的。

對於服務器這邊來說，accept函數返回的纔是通信描述符，所以服務器調用send發送數據時，第一個參數寫accept所返回的通信描述符。

buf

應用緩存，用於存放要發送的數據，可以是任何你想發送的數據，比如結構體、int、float、字符、字符串等等。

正規操作的話，應該使用結構體來封裝數據。

len

buf緩存的大小。

flags

一般設置0，表示這個參數用不到，此時send是阻塞發送的。

阻塞發送的意思就是，如果數據發送不成功會一直阻塞，直到被某信號中斷或者發送成功爲止，不過一般來說，發送數據是不會阻塞的。

當flags設置0時，send與write的功能完全一樣，有關flags的其它設置，我們後面進行說明。

代碼演示說明

數據的發送和接收，這篇博客我們說明是send函數，所以在這裏演示數據的發送。下一篇博客在說明recv函數時我們說明數據的接收。

收發的數據需要在網路中傳輸，所以同樣要進行端序的轉換。

發送數據：將主機端序轉爲網絡端序。
接收數據：將網絡端序轉爲主機端序。

不過只有short、int、float等存儲單元字節>1字節的數據，纔有轉換的需求。
如果是char這種存儲單元爲一個字節的數據，不需要對端序進行轉換。

疑問：爲什麼存儲單元爲一個字節的數據，不需要進行端序的轉換呢?
有關這個問題，我們在C語言博客中已經詳細說明所以這裏不再贅述。

我們這裏雖然說明的是C程序的例子，但是實際上c++/java等調用相應的網絡API實現通信時，應用程序同樣需要進行端序的轉換，與我們這說明的c程序的情況是一樣的。

前面已經說過，本機測試時其實是可以不進行端序轉換的，但是對於正規網絡通信來說，收發計算機的大小端序不一定相同，爲了避免因端序不同所帶來的通信錯誤，我們應該嚴格操作，收發數據時必須對端序進行轉換。

代碼演示：服務器發送數據

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#define SPROT 5006
#define SIP "192.168.31.162"

//封裝發送的應用層數據：學生信息
typedef struct _data
{
	unsigned int stu_num;		//學號	
	char stu_name[50];	//姓名
}Data;
void  print_err(char * str,int line,int err_no)//出錯處理函數
{
	printf("%d,%s: %s\n",line,str,strerror(err_no));
	exit(-1);
}
int main(void)
{
	int ret = -1;
	int sockfd = -1; //存放套接字文件描述符
	/*創建使用TCP協議通信的套接字文件*/
	sockfd =  socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0); //指定TCP協議
	if(-1 == sockfd) //進行出錯處理
		print_err("socket fail",__LINE__,errno);

	/*調用bind函數綁定套接字文件/ip/端口*/
	struct sockaddr_in saddr;
	saddr.sin_family = AF_INET;//指定ip格式
	saddr.sin_port= htons(SPROT);//指定端口
	saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SIP);//設置ip
	ret = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//綁定
	if(-1 ==ret)
		print_err("bind fail",__LINE__,errno);

	/*將主動的套接字文件描述符轉換爲被動的文件描述符，用於被動監聽客戶連接。*/
	ret = listen(sockfd,3);
	if(-1 ==ret)
		print_err("listen fail",__LINE__,errno);
	
	/*調用accep函數，被動監聽客戶的連接*/
	int cfd = 0; /*存放與客戶通信的通信文件描述符*/
	struct sockaddr_in clnaddr = {0};/*用來保存連接客戶端的IP和端口*/
	int clnaddr_size  = sizeof(clnaddr);/*存放結構體變量的大小*/
	cfd = accept(sockfd,(struct sockaddr *)&clnaddr,&clnaddr_size);
	if(-1 ==ret)
		print_err("accept fail",__LINE__,errno);
	/*打印客戶端的端口和ip，一定要記得進行端序轉換*/
	printf("client_port = %d\n,client_ip = %s\n",ntohs(clnaddr.sin_port),inet_ntoa(clnaddr.sin_addr));
	
	/*循環發送數據*/
	Data stu_data = {0};
	int tmp_num;
	while(1)
	{
		/*獲取學生的學號，但是需要將學號從主機端序轉換爲網絡端序*/
		printf("input student number:\n");
		scanf("%d",&tmp_num);
		stu_data.stu_num = htonl(tmp_num);

		/*char類型不需要端序轉換*/	
		printf("input student name:\n");
		scanf("%s",stu_data.stu_name);

		ret = send(cfd,(void *)&stu_data,sizeof(stu_data),0);
		if(-1 ==ret)
			print_err("send fail",__LINE__,errno);
		
	}
	return 0;
}

編譯沒問題，但是現在還不能演示，在後面客戶端和服務器端都寫完之後配合運行我們才能進行演示。

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

flags的常見設置

我們通過man send 命令查看flags的設置值。
命令：man send

幫助手冊裏面提供比較多，我們在這裏只說明一部分。

0：表示用不上flags，此時send是阻塞發送數據的，如果數據發送不成功就會阻塞，直到數據發送成功爲止，或者被信號中斷。send函數的flag參數設置爲0時，和write函數是功能一樣的。
MSG_NOSIGNAL：send發送數據時，如果對方將“連接”關閉掉了，調用send的進程會被髮送SIGPIPE信號，這個信號的默認處理方式是終止，所以收到這個信號的進程會被終止。
圖解分析：

如果不希望產生SIGPIPE信號，給flags指定MSG_NOSIGNAL，表示當連接被關閉時不會產生該信號。

從這裏可看出，並不是只有寫管道失敗時纔會產生SGIPIPE信號，網絡通信時也會產生這個的信號。

MSG_DONTWAIT：send函數非阻塞發送數據。如果send函數發送數據成功，就發送成功，如果發送不成功會出錯返回而不會阻塞。
MSG_OOB：表示發送的是帶外數據
有關帶外數據我們在後面進行說明。

以上除了0以外，其它選項可以 | 操作，比如MSG_DONTWAIT | MSG_OOB。

recv函數

函數原型

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

功能

接收對方發送的數據

我們也可以使用rcvfrom函數，當recvfrom函數的最後兩個參數寫NULL和0時，與recv的功能完全一樣。

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, NULL, 0);

同樣的，在udp通信博客中我們詳細說明recvfrom函數。

UDP通信在發送數據的時候必須使用sendto函數，接收數據的時候必須使用recvfrom函數。

返回值

成功返回接收的字節數
失敗返回-1，ernno被設置

參數

sockfd

通信文件描述符

buf

應用緩存，用於存放接收的數據

len

buf的大小

flags

0：默認設置，此時recv是阻塞接收的，0是常設置的值。Recv函數當把flag設置爲0時和raed函數是等價的。
MSG_DONTWAIT：非阻塞接收。
MSG_OOB：接收的是帶外數據。

其他flag設定值，讀者可以在recv函數的幫助手冊中進行詳細查看。

代碼演示：服務器接收數據

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>
#include <errno.h>
#include <sys/stat.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#define SPROT 5006
#define SIP "192.168.31.162"

//封裝發送的應用層數據：學生信息
typedef struct _data
{
	unsigned int stu_num;		//學號	
	char stu_name[50];	//姓名
}Data;

void  print_err(char * str,int line,int err_no)//出錯處理函數
{
	printf("%d,%s: %s\n",line,str,strerror(err_no));
	exit(-1);
}


int cfd = -1; /*存放與客戶通信的通信文件描述符*/

/*次線程用於接收客戶端的數據*/
void * pth_fun(void * pth_arg)
{
	int ret = 0;
	Data stu_data = {0}; //用於存放接收對方發送過來的學生數據

	while(1)
	{
		bzero(&stu_data,sizeof(stu_data));
		ret = recv(cfd,&stu_data,sizeof(stu_data),0);//接收對方發送過來的數據
		if(-1 == ret) //進行出錯處理
			print_err("recv fail",__LINE__,errno);
		printf("student number = %d\n",ntohl(stu_data.stu_num));
		printf("student name = %s\n",stu_data.stu_name);
	}
}
int main(void)
{
	int ret = -1;
	int sockfd = -1; //存放套接字文件描述符
	/*創建使用TCP協議通信的套接字文件*/
	sockfd =  socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0); //指定TCP協議
	if(-1 == sockfd) //進行出錯處理
		print_err("socket fail",__LINE__,errno);

	/*調用bind函數綁定套接字文件/ip/端口*/
	struct sockaddr_in saddr;
	saddr.sin_family = AF_INET;//指定ip格式
	saddr.sin_port= htons(SPROT);//指定端口
	saddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SIP);//設置ip
	ret = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//綁定
	if(-1 ==ret)
		print_err("bind fail",__LINE__,errno);

	/*將主動的套接字文件描述符轉換爲被動的文件描述符，用於被動監聽客戶連接。*/
	ret = listen(sockfd,3);
	if(-1 ==ret)
		print_err("listen fail",__LINE__,errno);
	
	/*調用accep函數，被動監聽客戶的連接*/
	struct sockaddr_in clnaddr = {0};/*用來保存連接客戶端的IP和端口*/
	int clnaddr_size  = sizeof(clnaddr);/*存放結構體變量的大小*/
	cfd = accept(sockfd,(struct sockaddr *)&clnaddr,&clnaddr_size);
	if(-1 ==ret)
		print_err("accept fail",__LINE__,errno);
	/*打印客戶端的端口和ip，一定要記得進行端序轉換*/
	printf("client_port = %d\n,client_ip = %s\n",ntohs(clnaddr.sin_port),inet_ntoa(clnaddr.sin_addr));
	
	/*創建次線程用於接收對方發送的數據*/
	pthread_t tid;
	pthread_create(&tid,NULL,pth_fun,NULL);
	/*循環發送數據*/
	Data stu_data = {0};
	int tmp_num;
	while(1)
	{
		/*獲取學生的學號，但是需要將學號從主機端序轉換爲網絡端序*/
		printf("input student number:\n");
		scanf("%d",&tmp_num);
		stu_data.stu_num = htonl(tmp_num);

		/*char類型不需要端序轉換*/	
		printf("input student name:\n");
		scanf("%s",stu_data.stu_name);

		ret = send(cfd,(void *)&stu_data,sizeof(stu_data),0);
		if(-1 ==ret)
			print_err("send fail",__LINE__,errno);
		
	}
	return 0;

}

上面的服務器只能爲一個客戶服務，因爲一旦監聽到某個客戶連接成功之後，後面就會直接進入死循環，服務器端程序將不再執行accept函數監聽其他客戶連接。

所以上面程序只能夠監聽一個客戶。
我們在後面博客中詳細說明如何實現服務器爲多個客戶端服務。

TCP 通信服務器端實現第五步：調用read(recv)函數和 write(send)函數 ，收發數據，實現與客戶端的通信。【linux】（zzx）

說明

send函數

函數原型

功能

返回值

成功

失敗

參數

sockefd

buf

len

flags

代碼演示說明

代碼演示：服務器發送數據

flags的常見設置

recv函數

函數原型

功能

返回值

參數

sockfd

buf

len

flags

代碼演示：服務器接收數據

TCP 通信服務器端實現第五步：調用read(recv)函數和 write(send)函數，收發數據，實現與客戶端的通信。【linux】（zzx）