freecplus框架-tcp网络通信 freecplus框架

文章目录

一、源代码说明
二、概述
三、通信的报文格式
四、socket通信客户端
五、socket通信的服务端
六、示例程序

1、客户端
2、服务端
3、运行程序前的准备端
4、运行程序

七、socket通信的函数

1、TcpRead函数
2、TcpWrite函数
3、Readn函数
4、Writen函数

八、版权声明

一、源代码说明 freecplus是一个Linux系统下的C/C++开源框架，源代码请前往C语言技术网(www.freecplus.net)下载。
本文介绍的是freecplus框架的TCP/IP协议网络通信的函数和类。
函数和类的声明文件是freecplus/_freecplus.h。
函数和类的定义文件是freecplus/_freecplus.cpp。
示例程序位于freecplus/demo目录中。
编译规则文件是freecplus/demo/makefile。
二、概述 freecplus框架对socket通信封装如下：
CTcpClient类：socket通信的客户端类。
CTcpServer类：socket通信的服务端类。
TcpRead函数：接收socket的对端发送过来的数据。
TcpWrite函数：向socket的对端发送数据。
Readn函数：从已经准备好的socket中读取数据。
Writen函数：向已经准备好的socket中写入数据。
在阅读本文章之前，您必须熟悉TCP/IP协议和socket通信，本文是介绍的是freecplus框架中网络通信的类和函数的用法，不会介绍网络通信的基础知识。
三、通信的报文格式 freecplus框架的socket通信报文格式如下：
报文长度+报文内容
报文长度为4字节的整数，表示的是报文内容的长度，而不是整个TCP报文的长度，整个TCP报文的长度是报文内容的长度+4。
报文长度是4字节的整数，即int，是以二进制流的方式写入socket，不是ascii码。
采用CTcpClient类、CTcpServer类、TcpRead函数和TcpWrite函数进行socket通信，可以避免TCP报文粘包的问题。
四、socket通信客户端 socket通信的客户端封装在CTcpClient类中。
类的声明：

// socket通信的客户端类 class CTcpClient { public: intm_sockfd; // 客户端的socket. char m_ip[21]; // 服务端的ip地址。 intm_port; // 与服务端通信的端口。 bool m_state; // 与服务端的socket连接状态。 bool m_btimeout; // 调用Read和Write方法时，失败的原因是否是超时：true-未超时，false-已超时。 intm_buflen; // 调用Read方法后，接收到的报文的大小，单位：字节。CTcpClient(); // 构造函数。// 向服务端发起连接请求。 // ip：服务端的ip地址。 // port：服务端监听的端口。 // 返回值：true-成功；false-失败。 bool ConnectToServer(const char *ip,const int port); // 接收服务端发送过来的数据。 // buffer：接收数据缓冲区的地址，数据的长度存放在m_buflen成员变量中。 // itimeout：等待数据的超时时间，单位：秒，缺省值是0-无限等待。 // 返回值：true-成功；false-失败，失败有两种情况：1）等待超时，成员变量m_btimeout的值被设置为true；2）socket连接已不可用。 bool Read(char *buffer,const int itimeout=0); // 向服务端发送数据。 // buffer：待发送数据缓冲区的地址。 // ibuflen：待发送数据的大小，单位：字节，缺省值为0，如果发送的是ascii字符串，ibuflen取0，如果是二进制流数据，ibuflen为二进制数据块的大小。 // 返回值：true-成功；false-失败，如果失败，表示socket连接已不可用。 bool Write(const char *buffer,const int ibuflen=0); // 断开与服务端的连接 void Close(); ~CTcpClient(); // 析构函数自动关闭socket，释放资源。 };

五、socket通信的服务端 socket通信的服务端封装在CTcpServer类中。
类的声明：

// socket通信的服务端类 class CTcpServer { private: int m_socklen; // 结构体struct sockaddr_in的大小。 struct sockaddr_in m_clientaddr; // 客户端的地址信息。 struct sockaddr_in m_servaddr; // 服务端的地址信息。 public: intm_listenfd; // 服务端用于监听的socket。 intm_connfd; // 客户端连接上来的socket。 bool m_btimeout; // 调用Read和Write方法时，失败的原因是否是超时：true-未超时，false-已超时。 intm_buflen; // 调用Read方法后，接收到的报文的大小，单位：字节。CTcpServer(); // 构造函数。// 服务端初始化。 // port：指定服务端用于监听的端口。 // 返回值：true-成功；false-失败，一般情况下，只要port设置正确，没有被占用，初始化都会成功。 bool InitServer(const unsigned int port); // 阻塞等待客户端的连接请求。 // 返回值：true-有新的客户端已连接上来，false-失败，Accept被中断，如果Accept失败，可以重新Accept。 bool Accept(); // 获取客户端的ip地址。 // 返回值：客户端的ip地址，如"192.168.1.100"。 char *GetIP(); // 接收客户端发送过来的数据。 // buffer：接收数据缓冲区的地址，数据的长度存放在m_buflen成员变量中。 // itimeout：等待数据的超时时间，单位：秒，缺省值是0-无限等待。 // 返回值：true-成功；false-失败，失败有两种情况：1）等待超时，成员变量m_btimeout的值被设置为true；2）socket连接已不可用。 bool Read(char *buffer,const int itimeout); // 向客户端发送数据。 // buffer：待发送数据缓冲区的地址。 // ibuflen：待发送数据的大小，单位：字节，缺省值为0，如果发送的是ascii字符串，ibuflen取0，如果是二进制流数据，ibuflen为二进制数据块的大小。 // 返回值：true-成功；false-失败，如果失败，表示socket连接已不可用。 bool Write(const char *buffer,const int ibuflen=0); // 关闭监听的socket，即m_listenfd，常用于多进程服务程序的子进程代码中。 void CloseListen(); // 关闭客户端的socket，即m_connfd，常用于多进程服务程序的父进程代码中。 void CloseClient(); ~CTcpServer(); // 析构函数自动关闭socket，释放资源。 };

六、示例程序 1、客户端示例（demo47.cpp）

/* *程序名：demo47.cpp，此程序演示采用freecplus框架的CTcpClient类实现socket通信的客户端。 *作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525 */ #include "../_freecplus.h"int main(int argc,char *argv[]) { CTcpClient TcpClient; // 创建客户端的对象。if (TcpClient.ConnectToServer("172.16.0.15",5858)==false) // 向服务端发起连接请求。 { printf("TcpClient.ConnectToServer(\"172.16.0.15\",5858) failed.\n"); return -1; }char strbuffer[1024]; // 存放数据的缓冲区。for (int ii=0; ii<5; ii++)// 利用循环，与服务端进行5次交互。 { memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer)); snprintf(strbuffer,50,"这是第%d个超级女生，编号%03d。",ii+1,ii+1); printf("发送：%s\n",strbuffer); if (TcpClient.Write(strbuffer)==false) break; // 向服务端发送请求报文。memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer)); if (TcpClient.Read(strbuffer,20)==false) break; // 接收服务端的回应报文。 printf("接收：%s\n",strbuffer); sleep(1); }// 程序直接退出，析构函数会释放资源。 }

2、服务端示例（demo48.cpp）

/* *程序名：demo48.cpp，此程序演示采用freecplus框架的CTcpServer类实现socket通信的服务端。 *作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525 */ #include "../_freecplus.h"int main(int argc,char *argv[]) { CTcpServer TcpServer; // 创建服务端对象。if (TcpServer.InitServer(5858)==false) // 初始化TcpServer的通信端口。 { printf("TcpServer.InitServer(5858) failed.\n"); return -1; }if (TcpServer.Accept()==false)// 等待客户端连接。 { printf("TcpServer.Accept() failed.\n"); return -1; }printf("客户端(%s)已连接。\n",TcpServer.GetIP()); char strbuffer[1024]; // 存放数据的缓冲区。while (true) { memset(strbuffer,0,sizeof(strbuffer)); if (TcpServer.Read(strbuffer,300)==false) break; // 接收客户端发过来的请求报文。 printf("接收：%s\n",strbuffer); strcat(strbuffer,"ok"); // 在客户端的报文后加上"ok"。 printf("发送：%s\n",strbuffer); if (TcpServer.Write(strbuffer)==false) break; // 向客户端回应报文。 }printf("客户端已断开。\n"); // 程序直接退出，析构函数会释放资源。 }

3、运行程序前的准备端我希望您已经学过计算机网络的基础知识，在运行示例程序之前，请确保您的Linux操作系统已开通防火墙。
在demo47.cpp和demo48.cpp程序中，服务端的ip地址和通信端口是写死在程序中的，请根据您的实际情况修改它们，然后重新编译。
4、运行程序先启动demo48，然后启动demo47。
demo47的运行效果如下：

文章图片

demo48的运行效果如下：

文章图片

七、socket通信的函数采用CTcpClient和CTcpServer类实现socket通信功能非常方便，但是在实际开发中，某些场景中不能只依赖这两个类，例如多程线和异步通信等场景，还必须结合以下将要介绍的几个函数一起使用。
1、TcpRead函数接收socket的对端发送过来的数据。
函数的声明：

bool TcpRead(const int sockfd,char *buffer,int *ibuflen,const int itimeout=0);

参数说明：
sockfd：可用的socket连接。
buffer：接收数据缓冲区的地址。
ibuflen：本次成功接收数据的字节数。
itimeout：接收等待超时的时间，单位：秒，缺省值是0-无限等待。
返回值：true-成功；false-失败，失败有两种情况：1）等待超时；2）socket连接已不可用。
在CTcpClient和CTcpServer类的Read方法中调用了TcpRead函数。
2、TcpWrite函数向socket的对端发送数据。
函数的声明：

bool TcpWrite(const int sockfd,const char *buffer,const int ibuflen=0);

参数说明：
sockfd：可用的socket连接。
buffer：待发送数据缓冲区的地址。
ibuflen：待发送数据的字节数，如果发送的是ascii字符串，ibuflen取0，如果是二进制流数据，ibuflen为二进制数据块的大小。
返回值：true-成功；false-失败，如果失败，表示socket连接已不可用。
在CTcpClient和CTcpServer类的Write方法中调用了TcpRead函数。
3、Readn函数从已经准备好的socket中读取数据。
函数的声明：

bool Readn(const int sockfd,char *buffer,const size_t n);

sockfd：已经准备好的socket连接。
buffer：接收数据缓冲区的地址。
n：本次接收数据的字节数。
返回值：成功接收到n字节的数据后返回true，socket连接不可用返回false。
注意：
1）sockfd是已经准备好的socket连接，那什么是已经准备好的socket？在这个socket上，已经或马上有n字节的数据一定会到达。
2）成功接收到n字节的数据后返回true，如果没有n字节的数据怎么办？不会，在1）中已经说明了，一定会有n字节的数据会到达。
3）如果数据大于n字节怎么办？Readn只读取n个字节的数据，其它的数据属于其它的报文。
4）socket的对端是采用Writen方法写入的数据。
在TcpRead函数中，调用了Readn函数。
4、Writen函数向已经准备好的socket中写入数据。
【freecplus框架-tcp网络通信】函数的声明：

bool Writen(const int sockfd,const char *buffer,const size_t n);

sockfd：已经准备好的socket连接。
buffer：待发送数据缓冲区的地址。
n：待发送数据的字节数。
返回值：成功发送完n字节的数据后返回true，socket连接不可用返回false。
在TcpWrite函数中，调用了Writen函数。
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来源：C语言技术网（www.freecplus.net）
作者：码农有道
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