345、封装 socket 一、demo7.cpp
/*
* 程序名：demo7.cpp，此程序用于演示封装 socket 通讯的客户端
*/
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
using namespace std;
class ctcpclient // TCP 通讯的客户端类。
{
private:
int m_clientfd; // 客户端的 socket，-1 表示未连接或连接已断开；>=0 表示有效的
socket。
string m_ip; // 服务端的 IP/域名。
unsigned short m_port; // 通讯端口。
public:
ctcpclient():m_clientfd(-1) {}
// 向服务端发起连接请求，成功返回 true，失败返回 false。
bool connect(const string &in_ip,const unsigned short in_port)
{
if (m_clientfd!=-1) return false; // 如果 socket 已连接，直接返回失败。
m_ip=in_ip; m_port=in_port; // 把服务端的 IP 和端口保存到成员变量中。
// 第 1 步：创建客户端的 socket。
if ( (m_clientfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) return false;
// 第 2 步：向服务器发起连接请求。
struct sockaddr_in servaddr; // 用于存放协议、端口和 IP 地址的结构体。
memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET; // ①协议族，固定填 AF_INET。
servaddr.sin_port = htons(m_port); // ②指定服务端的通信端口。
struct hostent* h; // 用于存放服务端 IP 地址(大端序)的结构体的
指针。
if ((h=gethostbyname(m_ip.c_str()))==nullptr ) // 把域名/主机名/字符串格式的 IP转换成结
构体。
{
::close(m_clientfd); m_clientfd=-1; return false;
}
memcpy(&servaddr.sin_addr,h->h_addr,h->h_length); // ③指定服务端的 IP(大端序)。
// 向服务端发起连接清求。
if (::connect(m_clientfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr))==-1)
{
::close(m_clientfd); m_clientfd=-1; return false;
}
return true;
}
// 向服务端发送报文，成功返回 true，失败返回 false。
bool send(const string &buffer) // buffer 不要用 const char *
{
if (m_clientfd==-1) return false; // 如果 socket 的状态是未连接，直接返回失败。
if ((::send(m_clientfd,buffer.data(),buffer.size(),0))<=0) return false;
return true;
}
// 接收服务端的报文，成功返回 true，失败返回 false。
// buffer-存放接收到的报文的内容，maxlen-本次接收报文的最大长度。
bool recv(string &buffer,const size_t maxlen)
{ // 如果直接操作 string 对象的内存，必须保证：1)不能越界；2）操作后手动设置数据的大小。
buffer.clear(); // 清空容器。
buffer.resize(maxlen); // 设置容器的大小为 maxlen。
int readn=::recv(m_clientfd,&buffer[0],buffer.size(),0); // 直接操作 buffer 的内存。
if (readn<=0) { buffer.clear(); return false; }
buffer.resize(readn); // 重置 buffer 的实际大小。
return true;
}
// 断开与服务端的连接。
bool close()
{
if (m_clientfd==-1) return false; // 如果 socket 的状态是未连接，直接返回失败。
::close(m_clientfd);
m_clientfd=-1;
return true;
} ~ctcpclient(){ close(); }
};
int main(int argc,char *argv[])
{
if (argc!=3)
{
cout << "Using:./demo7 服务端的 IP 服务端的端口\nExample:./demo7 192.168.101.138
5005\n\n";
return -1;
}
ctcpclient tcpclient;
if (tcpclient.connect(argv[1],atoi(argv[2]))==false) // 向服务端发起连接请求。
{
perror("connect()"); return -1;
}
// 第 3 步：与服务端通讯，客户发送一个请求报文后等待服务端的回复，收到回复后，再发下一
个请求报文。
string buffer;
for (int ii=0;ii<10;ii++) // 循环 3 次，将与服务端进行三次通讯。
{
buffer="这是第"+to_string(ii+1)+"个超级女生，编号"+to_string(ii+1)+"。";
// 向服务端发送请求报文。
if (tcpclient.send(buffer)==false)
{
perror("send"); break;
}
cout << "发送：" << buffer << endl;
// 接收服务端的回应报文，如果服务端没有发送回应报文，recv()函数将阻塞等待。
if (tcpclient.recv(buffer,1024)==false)
{
perror("recv()"); break;
}
cout << "接收：" << buffer << endl;
sleep(1);
}
}
二、demo8.cpp
/*
* 程序名：demo8.cpp，此程序用于演示封装 socket 通讯的服务端
*/
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
using namespace std;
class ctcpserver // TCP 通讯的服务端类。
{
private:
int m_listenfd; // 监听的 socket，-1 表示未初始化。
int m_clientfd; // 客户端连上来的 socket，-1 表示客户端未连接。
string m_clientip; // 客户端字符串格式的 IP。
unsigned short m_port; // 服务端用于通讯的端口。
public:
ctcpserver():m_listenfd(-1),m_clientfd(-1) {}
// 初始化服务端用于监听的 socket。
bool initserver(const unsigned short in_port)
{
// 第 1 步：创建服务端的 socket。
if ( (m_listenfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) return false;
m_port=in_port;
// 第 2 步：把服务端用于通信的 IP 和端口绑定到 socket 上。
struct sockaddr_in servaddr; // 用于存放协议、端口和 IP 地址的结构体。
memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family=AF_INET; // ①协议族，固定填 AF_INET。
servaddr.sin_port=htons(m_port); // ②指定服务端的通信端口。
servaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY); // ③如果操作系统有多个 IP，全部的 IP 都
可以用于通讯。
// 绑定服务端的 IP 和端口（为 socket 分配 IP 和端口）。
if (bind(m_listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr))==-1)
{
close(m_listenfd); m_listenfd=-1; return false;
}
// 第 3 步：把 socket 设置为可连接（监听）的状态。
if (listen(m_listenfd,5) == -1 )
{
close(m_listenfd); m_listenfd=-1; return false;
}
return true;
}
// 受理客户端的连接（从已连接的客户端中取出一个客户端），
// 如果没有已连接的客户端，accept()函数将阻塞等待。
bool accept()
{
struct sockaddr_in caddr; // 客户端的地址信息。
socklen_t addrlen=sizeof(caddr); // struct sockaddr_in 的大小。
if ((m_clientfd=::accept(m_listenfd,(struct sockaddr *)&caddr,&addrlen))==-1) return
false;
m_clientip=inet_ntoa(caddr.sin_addr); // 把客户端的地址从大端序转换成字符串。
return true;
}
// 获取客户端的 IP(字符串格式)。
const string & clientip() const
{
return m_clientip;
}
// 向对端发送报文，成功返回 true，失败返回 false。
bool send(const string &buffer)
{
if (m_clientfd==-1) return false;
if ( (::send(m_clientfd,buffer.data(),buffer.size(),0))<=0) return false;
return true;
}
// 接收对端的报文，成功返回 true，失败返回 false。
// buffer-存放接收到的报文的内容，maxlen-本次接收报文的最大长度。
bool recv(string &buffer,const size_t maxlen)
{
buffer.clear(); // 清空容器。
buffer.resize(maxlen); // 设置容器的大小为 maxlen。
int readn=::recv(m_clientfd,&buffer[0],buffer.size(),0); // 直接操作 buffer 的内存。
if (readn<=0) { buffer.clear(); return false; }
buffer.resize(readn); // 重置 buffer 的实际大小。
return true;
}
// 关闭监听的 socket。
bool closelisten()
{
if (m_listenfd==-1) return false;
::close(m_listenfd);
m_listenfd=-1;
return true;
}
// 关闭客户端连上来的 socket。
bool closeclient()
{
if (m_clientfd==-1) return false;
::close(m_clientfd);
m_clientfd=-1;
return true;
} ~ctcpserver() { closelisten(); closeclient(); }
};
int main(int argc,char *argv[])
{
if (argc!=2)
{
cout << "Using:./demo8 通讯端口\nExample:./demo8 5005\n\n"; // 端口大于 1024，
不与其它的重复。
cout << "注意：运行服务端程序的 Linux 系统的防火墙必须要开通 5005 端口。\n";
cout << " 如果是云服务器，还要开通云平台的访问策略。\n\n";
return -1;
}
ctcpserver tcpserver;
if (tcpserver.initserver(atoi(argv[1]))==false) // 初始化服务端用于监听的 socket。
{
perror("initserver()"); return -1;
}
// 受理客户端的连接（从已连接的客户端中取出一个客户端），
// 如果没有已连接的客户端，accept()函数将阻塞等待。
if (tcpserver.accept()==false)
{
perror("accept()"); return -1;
}
cout << "客户端已连接(" << tcpserver.clientip() << ")。\n";
string buffer;
while (true)
{
// 接收对端的报文，如果对端没有发送报文，recv()函数将阻塞等待。
if (tcpserver.recv(buffer,1024)==false)
{
perror("recv()"); break;
}
cout << "接收：" << buffer << endl;
buffer="ok";
if (tcpserver.send(buffer)==false) // 向对端发送报文。
{
perror("send"); break;
}
cout << "发送：" << buffer << endl;
}
}