C++简单的TCP/IP服务端与客户端（附完整代码）

（一）创建一个TCP服务端

可大致分为以下5个步骤：

1.初始化环境
2.创建监听套接字
3.监听套接字与IP地址及端口绑定
4.监听套接字
5.等待客户端连接


1. 初始化环境

WSADATA wsaData;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);


WSAStartup()函数的调用指明Windows Sockets API的版本号及获得特定Windows Sockets实现的细节，应用程序或DLL只能在一次成功的WSAStartup()调用之后才能调用进一步的Windows Sockets API函数。
该函数执行成功后返回0。

2. 创建监听套接字

m_listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0));


AF_INET：指定使用IPV4协议簇
SOCK_STREAM：字节流，数据有保障的传输
0：不希望指定协议
该函数执行成功返回一个新的套接字，否则返回：INVALID_SOCKET。

3. 监听套接字与IP地址及端口绑定

sockaddr_in sockadd = { 0, };
sockadd.sin_family = AF_INET;//IPV4协议簇
sockadd.sin_port = htons(m_uPort);//监听端口
sockadd.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);//监听本机任意IP
bind(m_listenSocket, (struct sockaddr*) & sockadd, sizeof(sockadd));


m_listenSocket：已经创建好的监听套接字
INADDR_ANY：如果机器存在多网卡，客户端连接任意一个IP地址均可建立通信
执行失败时返回： SOCKET_ERROR

4. 监听套接字

listen(m_listenSocket, 1);


m_listenSocket：绑定IP地址及端口的监听地址
1：指定最大允许同时连接的客户端数

5. 等待客户端连接

m_clientSocket = accept(m_listenSocket, (struct sockaddr*) & addr, &addrlen);


提取套接字m_listenSocket上挂起连接队列的第一个连接，然后返回新套接字m_clientSocket，如过要与客户端通信就需要通过m_clientSocket来发送或接收数据
如果暂时没有客户端连接过来，该函数将阻塞在此处，直到新连接到来才会返回。

（二）数据收发

1. 接收数据

const int iBufSize = 1024;
char recvBuf[iBufSize] = { 0, };
auto iRecvSize = recv(m_clientSocket, recvBuf, iBufSize, 0);//若不支持C++11及以上，auto改为int


m_clientSocket：收发数据时，均需要用到accept()返回的客户端套接字
recvBuf：接收数据缓冲区，收到的数据就保存在该数组中
iBufSize：recvBuf数组的字节长度，最多接收到的数据长度，该缓冲区也只能接收这么多，否则会溢出，造成程序异常
0：将数据从TCP从输入队列中剪切到recvBuf，且不做其他操作
返回值：如果没有发生错误，recv将返回接收到的字节数，recvBuf参数指向的缓冲区将包含接收到的数据。如果连接已经正常关闭，则返回值为零。否则，将返回一个SOCKET_ERROR值
如果套接字m_clientSocket上没有可用的传入数据，则recv调用阻塞并等待数据并不会返回，除非定义了其他阻塞规则，此处并没有指定

2. 发送数据

std::string strMsg = "hello";
send(m_clientSocket, strMsg.c_str(), strMsg.length(), 0);


m_clientSocket：收发数据时，均需要用到accept()返回的客户端套接字
strMsg.c_str()：发送数据首地址
strMsg.length()：数据长度
0：无特别指定调用
返回值：如果没有发生错误，send返回发送的字节总数，它可能小于len参数中请求发送的字节数。否则，将返回SOCKET_ERROR的值

（三）服务端代码

CTcpServer.h

//CTcpServer.h
#pragma once
#include
#include
#pragma comment(lib,"ws2_32")//Standard socket API.
class CTcpServer
{
public:
CTcpServer(std::string strIp, unsigned int uPort);
virtual ~CTcpServer();
//初始化网络服务端
bool InitServer();
//发送数据
bool SendMsg(const std::string& strMsg);
//接收数据并打印
bool RecvMsg();
private:
unsigned int m_uPort;//监听端口
std::string m_strIp;//用于监听本机指定IP地址
SOCKET m_listenSocket = NULL;//监听套接字
SOCKET m_clientSocket = NULL;//客户端套接字
};


CTcpServer.cpp

//CTcpServer.cpp
#include
#include "CTcpServer.h"
CTcpServer::CTcpServer(std::string strIp, unsigned int uPort) :
m_strIp(strIp),
m_uPort(uPort)
{
}
CTcpServer::~CTcpServer()
{
if (m_clientSocket)
{
closesocket(m_clientSocket);
m_clientSocket = NULL;
}
if (m_listenSocket)
{
closesocket(m_listenSocket);
m_listenSocket = NULL;
}
WSACleanup();
}
bool CTcpServer::InitServer()
{
WSADATA wsaData;
//1. 初始化环境
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
{
std::cout << "Init Windows Socket Failed!\n";
return false;
}
//2. 创建监听套接字
if ((m_listenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == INVALID_SOCKET)
{
std::cout << "Create socket failed!\n";
return false;
}
//协议
sockaddr_in sockadd = { 0, };
sockadd.sin_family = AF_INET;//IPV4协议簇
sockadd.sin_port = htons(m_uPort);//监听端口
sockadd.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);//监听本机任意IP
//3. 监听套接字与IP地址及端口绑定
if (bind(m_listenSocket, (struct sockaddr*) & sockadd, sizeof(sockadd)) == SOCKET_ERROR)
{
closesocket(m_listenSocket);
m_listenSocket = INVALID_SOCKET;
std::cout << "Socket bind failed!\n";
return false;
}
//4. 监听套接字
if (listen(m_listenSocket, 1) == SOCKET_ERROR)
{
closesocket(m_listenSocket);
m_listenSocket = INVALID_SOCKET;
std::cout << "Socket listen failed!\n";
return false;
}
sockaddr_in addr = { 0, };
int addrlen = sizeof(addr);
//5. 等待客户端连接
m_clientSocket = accept(m_listenSocket, (struct sockaddr*) & addr, &addrlen);
if (m_clientSocket == SOCKET_ERROR)
{
closesocket(m_clientSocket);
m_clientSocket = INVALID_SOCKET;
std::cout << "Socket accept failed!\n";
return false;
}
return true;
}
bool CTcpServer::SendMsg(const std::string& strMsg)
{
if (!m_clientSocket) return false;
if (send(m_clientSocket, strMsg.c_str(), strMsg.length(), 0) != INVALID_SOCKET)
{
std::cout << "发送成功:" << strMsg << "\n";
return true;
}
else
{
std::cout << "发送失败!\n";
return false;
}
}
bool CTcpServer::RecvMsg()
{
if (!m_clientSocket) return false;
const int iBufSize = 1024;
char recvBuf[iBufSize] = { 0, };
auto iRecvSize = recv(m_clientSocket, recvBuf, iBufSize, 0);//若不支持C++11及以上，auto改为int
if (iRecvSize <= 0)
{
std::cout << "接收失败!\n";
return false;
}
else
{
std::cout << "接收成功:" << recvBuf << "\n";
return true;
}
}


#include
#include "CTcpServer.h"
int main()
{
{
CTcpServer tcpServer("127.0.0.1", 6005);
if (!tcpServer.InitServer())
getchar();
for (int i = 0; i != 3; ++i)
{
//接收数据成功后，向客户端返回"answer"
if (tcpServer.RecvMsg())
{
std::string strAnswerMsg{ "answer" };
tcpServer.SendMsg(strAnswerMsg);
}
}
}//接收3次数据后出此大括号，tcpServer对象被析构，客户端连接被关闭

return 0;
}
二. TCP客户端

创建一个TCP客户端

1. 初始化环境
2. 创建一个新的套接字
3. 建立连接


客户端的创建比较简单，只需要三步，创建好了之后就可以进行数据的收发了
短链接：客户端与服务端建立连接之后，进行短暂的收发数据之后即断开连接（closesocket()）称为短链接
长连接：两者建立连接之后需要长时间保持该连接的成为长连接，在不需要数据交互时可以每隔一定时间其中一方发送一个心跳报文（内容可以是约定的任意值，比如字符串“heartBeat”）到另一方，另一方收到心跳报文后立即恢复一个应答（同样是约定的任意值），发送方在一定次数没有收到应答 或者 接收方一定次数没有收到心跳报文时，均可判定对方断线，此时可以关闭套接字或其他业务逻辑

还是直接上代码吧

CTcpClient.h

//CTcpClient.h
#pragma once
#include
#include
#pragma comment(lib,"ws2_32")//Standard socket API.
class CTcpClient
{
public:
CTcpClient(std::string strServerIp, unsigned uServerPort);
virtual ~CTcpClient();
//建立连接
bool InitConnect();
//发送数据
bool SendMsg(const std::string& strMsg);
//接收数据并打印
bool RecvMsg();
private:
SOCKET m_socket = INVALID_SOCKET;
std::string m_strServerIp;//服务端监听IP地址
unsigned int m_uServerPort = -1;//服务端监听端口
struct addrinfo* m_servAddrInfo = NULL;//服务端地址结构链表
};


CTcpClient.cpp

//CTcpClient.cpp
#include
#include
#include
#include
#include "CTcpClient.h"
CTcpClient::CTcpClient(std::string strServerIp, unsigned uServerPort) :
m_strServerIp(strServerIp),
m_uServerPort(uServerPort)
{
}
CTcpClient::~CTcpClient()
{
if (m_socket != INVALID_SOCKET)
closesocket(m_socket);
WSACleanup();
freeaddrinfo(m_servAddrInfo);
}
bool CTcpClient::InitConnect()
{
WSADATA wsaData;
//1. 初始化环境
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
{
std::cout << "Init Windows Socket Failed!\n";
return false;
}
addrinfo hints = { 0, };//协议无关(IPV4 or IPV6)
hints.ai_flags = AI_NUMERICHOST;
hints.ai_family = AF_UNSPEC;
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
hints.ai_protocol = IPPROTO_TCP;
std::stringstream ssPort;
ssPort << m_uServerPort;
//获取服务端地址结构
if (getaddrinfo(m_strServerIp.c_str(), ssPort.str().c_str(), &hints, &m_servAddrInfo) != 0)
{
std::cout << "Get server addrInfo failed!\n";
return false;
}
if (m_socket != INVALID_SOCKET)
closesocket(m_socket);
m_socket = INVALID_SOCKET;
//2. 创建一个新的套接字
if ((m_socket = socket(m_servAddrInfo->ai_family, m_servAddrInfo->ai_socktype, m_servAddrInfo->ai_protocol)) == SOCKET_ERROR)
return false;
//3. 建立连接
int iResult = connect(m_socket, m_servAddrInfo->ai_addr, (int)m_servAddrInfo->ai_addrlen);
if (iResult == SOCKET_ERROR)
{
iResult = WSAGetLastError();

if (iResult != WSAEWOULDBLOCK)
{
std::cout << "Connect server failed!\n";
closesocket(m_socket);
m_socket = INVALID_SOCKET;
return false;
}
}
std::cout << "Connect Server succeed!\n";
return true;
}
bool CTcpClient::SendMsg(const std::string& strMsg)
{
if (!m_socket) return false;
if (send(m_socket, strMsg.c_str(), strMsg.length(), 0) != INVALID_SOCKET)
{
std::cout << "发送成功:" << strMsg << "\n";
return true;
}
else
{
std::cout << "发送失败!\n";
return false;
}
}
bool CTcpClient::RecvMsg()
{
if (!m_socket) return false;
const int iBufSize = 1024;
char recvBuf[iBufSize] = { 0, };
auto iRecvSize = recv(m_socket, recvBuf, iBufSize, 0);//若不支持C++11及以上，auto改为int
if (iRecvSize <= 0)
{
std::cout << "接收失败!\n";
return false;
}
else
{
std::cout << "接收成功:" << recvBuf << "\n";
return true;
}
}


#include
#include "CTcpClient.h"
int main()
{
{
CTcpClient tcpClient("127.0.0.1", 6005);
if (!tcpClient.InitConnect())
getchar();
std::string strAskMsg{ "ask" };
for (int i = 0; i != 3; ++i)
{
if (tcpClient.SendMsg(strAskMsg))
{
tcpClient.RecvMsg();
}
}
}

getchar();

return 0;
}


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