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Linux网络编程中tcp_server和tcp_client函数的封装
本文的主要目的是将server套接字和client套接字的获取，做一个简易的封装，使用C语言完成。
tcp_server
服务器端fd的获取主要分为以下几步：
1.创建socket，这一步仅仅创建一个socket，没有任何特性的属性。
2.绑定网卡和port，一块主机可能有多块网卡，如果我们使用INADDR_ANY，意味着后面接受的TCP连接可以绑定在任意一块网卡上。
例如某台主机的ip地址有两个：192.168.44.136、10.1.1.4，假设绑定的ip采用INADDR_ANY，端口采用9981，那么当接收一个TCP连接时，可能存在192.168.44.136:9981/10.1.1.4:9981/127.0.0.1:9981三种可能性。
如果我们绑定192.168.44.136，那么这个fd接收的连接都是在这个ip上。
有一处特殊的地方，如果主机绑定的是127.0.0.1，那么客户端也必须是本机上的进程。（为什么？）
3.监听端口listen，实际上从这一步开始接收TCP连接。listen函数的第二个参数表示TCP待接受队列的大小，这个队列存储了已经完成三次握手，但还未被accept的连接。如果你设置为3，然后开启4个client，但是server端不进行accept，通过netstat –an | grep 9981，可以查看到只有三条server端的连接处于ESTABLISHED状态，其余的一个处于SYN_RCVD状态。
所以，很多人误以为accept完成三次握手，这是一种错误的想法，三次握手是由底层的协议栈完成的。
然后我们需要使用几个套接字选项，后面会专门写一篇文章总结套接字选项：
1.地址复用SO_REUSEADDR，代码如下：
//地址复用void set_reuseaddr(int sockfd, int optval){ int on = (optval != 0) ? 1 : 0; if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on)) < 0) ERR_EXIT("setsockopt SO_REUSEADDR");}
2.端口复用SO_REUSEPORT，有的机器不支持，所以需要判断
void set_reuseport(int sockfd, int optval){#ifdef SO_REUSEPORT int on = (optval != 0) ? 1 : 0; if (setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEPORT, &on, sizeof(on)) < 0) ERR_EXIT("setsockopt SO_REUSEPORT");#else fprintf(stderr, "SO_REUSEPORT is not supported.\n");#endif //SO_REUSEPORT}
3.禁用Nagle算法，降低局域网的延迟
//设置nagle算法是否可用void set_tcpnodelay(int sockfd, int optval){ int on = (optval != 0) ? 1 : 0; if(setsockopt(sockfd, IPPROTO_TCP, TCP_NODELAY, &on, sizeof(on)) == -1) ERR_EXIT("setsockopt TCP_NODELAY");}
4.禁用keepAlive机制
void set_keepalive(int sockfd, int optval){ int on = (optval != 0) ? 1 : 0; if(setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, &on, sizeof(on)) == -1) ERR_EXIT("setsockopt SO_KEEPALIVE");}
我们还需要为我们的tcp_server增加域名解析功能，我们可以绑定”localhost”之类的主机名，而不仅仅是ip地址，所以我们可能使用gethostbyname。
所以tcp_server代码如下：
int tcp_server(const char *host, uint16_t port){ //处理SIGPIPE信号 handle_sigpipe(); int listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(listenfd == -1) ERR_EXIT("socket"); set_reuseaddr(listenfd, 1); set_reuseport(listenfd, 1); set_tcpnodelay(listenfd, 0); set_keepalive(listenfd, 0); SAI addr; memset(&addr, 0, sizeof addr); addr.sin_family = AF_INET; //addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); addr.sin_port = htons(port); if(host == NULL) { addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; } else { //int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp); if(inet_aton(host, &addr.sin_addr) == 0) { //DNS //struct hostent *gethostbyname(const char *name); struct hostent *hp = gethostbyname(host); if(hp == NULL) ERR_EXIT("gethostbyname"); addr.sin_addr = *(struct in_addr*)hp->h_addr; } } if(bind(listenfd, (SA*)&addr, sizeof addr) == -1) ERR_EXIT("bind"); if(listen(listenfd, SOMAXCONN) == -1) ERR_EXIT("listen"); return listenfd;}
tcp_client
客户端也可以绑定port，只不过它不是必须的。代码较简单，如下：
int tcp_client(uint16_t port){ int peerfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(peerfd == -1) ERR_EXIT("socket"); set_reuseaddr(peerfd, 1); set_reuseport(peerfd, 1); set_keepalive(peerfd, 0); set_tcpnodelay(peerfd, 0); //如果port为0，则不去绑定 if(port == 0) return peerfd; SAI addr; memset(&addr, 0, sizeof addr); addr.sin_family = AF_INET; addr.sin_port = htons(port); addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(get_local_ip()); if(bind(peerfd, (SA*)&addr, sizeof(addr)) == -1) ERR_EXIT("bind client"); return peerfd;}
上面需要获取本机的ip地址，代码如下：
const char *get_local_ip(){ static char ip[16]; int sockfd; if((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1) { ERR_EXIT("socket"); } struct ifreq req; bzero(&req, sizeof(struct ifreq)); strcpy(req.ifr_name, "eth0"); if(ioctl(sockfd, SIOCGIFADDR, &req) == -1) ERR_EXIT("ioctl"); struct sockaddr_in *host = (struct sockaddr_in*)&req.ifr_addr; strcpy(ip, inet_ntoa(host->sin_addr)); close(sockfd); return ip;}
完毕。
Linux网络编程中tcp_server和tcp_client函数的封装