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本文介绍了Linux操作系统下的Socket编程入门知识，从Socket编程的基本步骤出发，详细讲解了如何进行Socket的创建、连接、数据传输等操作，旨在帮助读者快速掌握Socket编程实战技能。
本文目录导读：
Socket编程是计算机网络编程的基础，它允许程序在不同的计算机之间进行通信，无论是客户端-服务器（C/S）模型还是对等网络（P2P）模型，Socket编程都发挥着至关重要的作用，本文将为您详细介绍Socket编程的基本概念、原理以及实战应用，帮助您快速入门。
Socket编程基础
1、Socket概念
Socket起源于UNIX操作系统，是一种用于实现进程间通信的抽象层，在网络编程中，Socket可以看作是不同计算机上的进程间通信的端点，Socket包含以下几个基本要素：
- IP地址：标识网络中的计算机。
- 端口号：标识计算机上的进程。
- 协议：规定通信的规则。
2、Socket类型
Socket编程中主要有两种类型的Socket：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
- TCP：提供可靠的、面向连接的服务，在TCP连接中，数据包按顺序传输，且不会丢失或重复。
- UDP：提供不可靠的、无连接的服务，UDP传输速度快，但不保证数据包的顺序和完整性。
3、Socket函数
Socket编程涉及到以下几个基本函数：
- socket()：创建Socket。
- bind()：将Socket绑定到指定的IP地址和端口号。
- listen()：监听Socket上的连接请求。
- accept()：接受连接请求。
- connect()：发起连接请求。
- send()：发送数据。
- reCV()：接收数据。
- close()：关闭Socket。
Socket编程实例
下面通过一个简单的TCP Socket编程实例，来展示Socket的基本用法。
1、服务器端代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#define PORT 8080
int main() {
int server_fd, new_socket;
struct sockaddr_in address;
int addrlen = sizeof(address);
char buffer[1024] = {0};
char *hello = "Hello from server";
// 创建socket文件描述符
if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
perror("socket failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 绑定socket到IP地址和端口号
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
address.sin_port = htons(PORT);
if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address))<0) {
perror("bind failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 监听socket
if (listen(server_fd, 3) < 0) {
perror("listen");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 接受连接
if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen))<0) {
perror("accept");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 读取数据
read(new_socket, buffer, 1024);
printf("Message from client: %s
", buffer);
// 发送数据
send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);
printf("Hello message sent
");
// 关闭socket
close(server_fd);
return 0;
}2、客户端代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#define PORT 8080
int main() {
struct sockaddr_in address;
int sock = 0, valread;
struct sockaddr_in serv_addr;
char *hello = "Hello from client";
char buffer[1024] = {0};
// 创建socket文件描述符
if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
printf("
Socket creation error
");
return -1;
}
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(PORT);
// 转换地址从文本到二进制
if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
printf("
Invalid address/ Address not supported
");
return -1;
}
// 连接到服务器
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
printf("
Connection Failed
");
return -1;
}
// 发送数据
send(sock, hello, strlen(hello), 0);
printf("Hello message sent
");
// 读取数据
valread = read(sock, buffer, 1024);
printf("Message from server: %s
", buffer);
// 关闭socket
close(sock);
return 0;
}Socket编程进阶
1、非阻塞Socket
在默认情况下，Socket是阻塞的，这意味着在执行某些操作（如接收数据）时，如果条件不满足，程序会陷入等待状态，为了提高程序的效率，可以使用非阻塞Socket，通过设置Socket的属性，可以使Socket在条件不满足时立即返回，从而允许程序继续执行其他任务。
2、多线程Socket编程
在处理多个客户端时，可以使用多线程来提高程序的并发处理能力，在多线程Socket编程中，每个客户端连接都对应一个线程，这样服务器可以同时处理多个客户端的请求。
3、I/O多路复用
I/O多路复用是一种允许程序同时监视多个文件描述符的可读、可写和异常等事件的技术，通过使用I/O多路复用，程序可以在单个线程中处理多个Socket连接，从而提高资源利用率和程序性能。
Socket编程是计算机网络编程的基础，掌握Socket编程对于理解和开发网络应用程序至关重要，本文从Socket编程的基本概念、原理入手，通过一个简单的实例展示了Socket编程的基本用法，并简要介绍了Socket编程的进阶内容，希望这篇文章能帮助您快速入门Socket编程。
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