实现TCP通信的客户端程序 【linux】（zzz）

第1步：调用socket创建套接字文件，返回套接字文件描述符，指定使用TCP协议。

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

参数如何设置？

domain

指定为PF_INET，表示使用的IPV4是TCP/IP协议族

type

指定为SOCK_STREAM，表示使用的是面向连接的可靠传输协议
在TCP/IP协议族中，只有TCP是面向连接的可靠传输协议，所以使用的是TCP协议。

protocol

0，不指定协议号。

函数调用成功就“返回套接字文件描述符”，在客户端程序中，socket返回“套接字文件描述符”，直接用于通信。

第2步：调用connect主动向服务器发起三次握手，进行连接。

客户端调用connect主动发起连接请求，服务器调用accept被动接收请求，三次握手ok，连接就成功了。

这三次握手是由TCP通信协议自动完成，我们只需要调用connect和accept这两个函数接口即可。

连接成功后，服务器端的accept会返回专门与该客户通信的描述符，而客户端则直接使用socket返回套接字文件描述符来通信。

为什么客户端程序没有bind和listen

为什么客户端程序没有bind？

我们之前说过，bind的目的是为了让套接字文件使用固定的ip和端口号来通信，但是只有TCP服务器有使用固定ip和端口的需求，但是于客户端来说，不需要固定的IP和端口，所以不需要调用bind函数来绑定，客户端只需使用自动分配的IP和端口即可。

我们前面说过，客户端使用自动分配的端口号时，端口号的分配范围为49152~65535。

如果客户程序非要bind绑定可以吗？
当然可以，读者可以自己试试，尝试给客户端也绑定固定的ip和端口，不过对于客户端
来说，没有什么意义。

为什么客户端程序没有listen？

对客户端程序来说，客户端永远都是主动向服务器发起连接请求的，没有被动监听别人连接的需求，因此根本就不需要所谓的被动文件描述符，因此根本就用不到listen函数。

connect函数

函数原型

#include <sys/types.h>         
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

功能

向服务器主动发起连接请求

返回值

成功返回0，失败返回-1，ernno被设置

参数

• sockfd：socket所返回的套接字文件描述符
• addrlen：参数2所指定的结构体变量的大小
• addr：用于设置你所要连接服务器的IP和端口。

如果只是纯粹的局域网内部通信的话，ip就是局域网IP，但是如果是跨网通信的话，IP必须是服务器所在路由器的公网IP。

为了方便操作，在应用层我们还是使用struct sockaddr_in来设置，然后传递给connect时，
再强制换为struct sockaddr。

struct sockaddr_in seraddr;
										
addr.sin_family = AF_INET;    
addr.sin_port		= htons(5006);//服务器程序的端口
addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.105");//服务器的ip地址
cfd = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&seraddr, sizeof(seraddr));										
		
struct sockaddr_in {
sa_family_t			sin_family;
__be16				sin_port;
struct in_addr	sin_addr;
/* 填补相比struct sockaddr所缺的字节数，保障强制转换不要出错 */
unsigned char		__pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) - sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];
};

第3步：调用read（recv）和write（send）收发数据。

同样的，由于在建立TCP连接时，客户端的TCP协议会自动记录下服务器的ip和端口，调用这些函数收发数据时，我们不需要重新指定服务器的ip和端口，因为TCP通信有记录。

主线程发送数据，次线程接受数据。客户端和服务器端在进行通信的时候，通信的结构体必须相同。(包括结构体成员的顺序)
代码演示：

#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>
#include <signal.h>
#define SPROT 5006
#define SIP "192.168.31.162"

//封装发送的应用层数据：学生信息
typedef struct _data
{
	unsigned int stu_num;		//学号	
	char stu_name[50];	//姓名
}Data;

void  print_err(char * str,int line,int err_no)//出错处理函数
{
	printf("%d,%s: %s\n",line,str,strerror(err_no));
	exit(-1);
}

int sockfd = -1;

void* pth_fun(void *pth_arg)   //次线程用来接收服务器端发送过来的数据
{
	int ret = 0;
	Data stu_data = {0};
	while(1)
	{
		bzero(&stu_data,sizeof(stu_data));
		ret = recv(sockfd,&stu_data,sizeof(stu_data),0);
		if(ret > 0)
		{

			printf("student number:%d\n",ntohl(stu_data.stu_num));
			printf("student name:%s\n",stu_data.stu_name);
		}
		else if(-1 == ret)	
			print_err("recv fail",__LINE__,errno);
	}
}


int main()
{
	int ret = 0;
	/*创建套接字文件并指定使用TCP协议*/
	/*socket返回“套接字文件描述符”，直接用于通信*/
	sockfd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(-1 == sockfd)
		print_err("socket fail",__LINE__,errno);

	/*调用connect 函数  向服务器主动请求连接*/
	struct sockaddr_in seraddr = {0}; 	   //用于存放要请求连接的那个服务器的ip和端口
	seraddr.sin_family = AF_INET;		   //地址族，指定ip地址格式
	seraddr.sin_port = htons(SPROT);    	   //请求连接的服务器程序端口
	seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SIP);  //请求连接的服务器的ip地址,如果跨网通信就是服务器的公网ip
	ret = connect(sockfd,(struct sockaddr *)&seraddr,sizeof(seraddr));
	if(-1 == sockfd)
		print_err("connect fail",__LINE__,errno);
	
	pthread_t tid;
	ret = pthread_create(&tid,NULL,pth_fun,NULL);
	if(-1 == ret)
		print_err("pthread_create fail",__LINE__,ret);
		
	
	//主线程发送数据
	Data stu_data = {0};
	int tmp_num = 0; 
	while(1)
	{
		bzero(&stu_data,sizeof(stu_data));

		//封装学生学号
		printf("input student number\n");
		scanf("%d",&tmp_num);
		stu_data.stu_num = htonl(tmp_num);
		
		//封装学生名字
		printf("input student name\n");
		scanf("%s",stu_data.stu_name);

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

	return 0;
}

运行结果为:

服务器端打印出来了客户端的ip和端口号，说明上面客户端和服务器的连接成功了，并且我们也已经发送了数据。

客户端44132是自动分配的端口号
一般来说分配客户端的端口在：49152~65535范围之间。

第4步：调用close或者shutdown关闭连接。

代码演示：

#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>
#include <signal.h>
#define SPROT 5006
#define SIP "192.168.31.162"

//封装发送的应用层数据：学生信息
typedef struct _data
{
	unsigned int stu_num;		//学号	
	char stu_name[50];	//姓名
}Data;

void  print_err(char * str,int line,int err_no)//出错处理函数
{
	printf("%d,%s: %s\n",line,str,strerror(err_no));
	exit(-1);
}

int sockfd = -1;

void* pth_fun(void *pth_arg)   //次线程用来接收服务器端发送过来的数据
{
	int ret = 0;
	Data stu_data = {0};
	while(1)
	{
		bzero(&stu_data,sizeof(stu_data));
		ret = recv(sockfd,&stu_data,sizeof(stu_data),0);
		if(ret > 0)
		{

			printf("student number:%d\n",ntohl(stu_data.stu_num));
			printf("student name:%s\n",stu_data.stu_name);
		}
		else if(-1 == ret)	
			print_err("recv fail",__LINE__,errno);
	}
}


void signal_fun(int signo)
{
	if(SIGINT == signo)
	{
		/*断开连接*/
		//close(sockfd);
		shutdown(sockfd,SHUT_RDWR);
		exit(0);
	}
}


int main()
{
	int ret = 0;
	//调用信号处理函数用于断开连接
	signal(SIGINT,signal_fun);

	/*创建套接字文件并指定使用TCP协议*/
	/*socket返回“套接字文件描述符”，直接用于通信*/
	sockfd = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(-1 == sockfd)
		print_err("socket fail",__LINE__,errno);

	/*调用connect 函数  向服务器主动请求连接*/
	struct sockaddr_in seraddr = {0}; 	   //用于存放要请求连接的那个服务器的ip和端口
	seraddr.sin_family = AF_INET;		   //地址族，指定ip地址格式
	seraddr.sin_port = htons(SPROT);    	   //请求连接的服务器程序端口
	seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SIP);  //请求连接的服务器的ip地址,如果跨网通信就是服务器的公网ip
	ret = connect(sockfd,(struct sockaddr *)&seraddr,sizeof(seraddr));
	if(-1 == sockfd)
		print_err("connect fail",__LINE__,errno);
	
	pthread_t tid;
	ret = pthread_create(&tid,NULL,pth_fun,NULL);
	if(-1 == ret)
		print_err("pthread_create fail",__LINE__,ret);
		
	
	//主线程发送数据
	Data stu_data = {0};
	int tmp_num = 0; 
	while(1)
	{
		bzero(&stu_data,sizeof(stu_data));

		//封装学生学号
		printf("input student number\n");
		scanf("%d",&tmp_num);
		stu_data.stu_num = htonl(tmp_num);
		
		//封装学生名字
		printf("input student name\n");
		scanf("%s",stu_data.stu_name);

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