C++实现简单Socket通信

参考学习：

1. 一对一

server.cpp

// server.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
/*
服务端：建立socket，申明自身port和IP，并绑定到socket，使用listen监听，
然后不断用accept查看是否有连接。如果有，捕获socket，并通过recv获取消息内容，
通信完成后调用closeSocket关闭accept捕获到的socket。如果不需要等待任何客户端连接，
直接用closeSocket关闭自身的socket。
*/

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")  //扩展，把ws2_32.lib 这个库加入到工程文件中

void initialization();

int main(){
	//定义长度变量
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	int len = 0;
	//定义发送缓冲区和接受缓冲区
	char send_buf[100];
	char recv_buf[100];
	//定义服务端套接字，接受请求套接字
	SOCKET s_server;
	SOCKET s_accept;
	//服务端地址 客户端地址
	SOCKADDR_IN server_addr;
	SOCKADDR_IN accept_addr;

	initialization();
	//填充服务端地址信息
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);  //htonl()将主机数转换成无符号长整形的网络字节顺序
	server_addr.sin_port = htons(5010);  //htons()将整型变量从主机字节顺序转变成网络字节顺序

	//创建套接字 socket(地址类型，套接字类型，传输协议)
	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 

	//绑定套接字到一个IP地址和一个端口上（bind()）
	if (bind(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		std::cout << "套接字绑定失败！" << std::endl;
		closesocket(s_server);
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	else {
		std::cout << "套接字绑定成功！" << std::endl;
	}
	
	//将套接字设置为监听模式等待连接请求（listen()）
	if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) {
		std::cout << "设置监听状态失败！" << std::endl;
		closesocket(s_server);
		WSACleanup(); //解除与Socket库的绑定并且释放Socket库所占用的系统资源
		return 0;
	}
	else {
		std::cout << "设置监听状态成功！" << std::endl;
	}
	std::cout << "服务端正在监听中......" << std::endl;

	while (true) {
		//请求到来后接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字（accept()）
		len = sizeof(SOCKADDR);
		s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR*)&accept_addr, &len);
		if (s_accept == SOCKET_ERROR) {
			std::cout << "连接失败！" << std::endl;
			closesocket(s_server);
			closesocket(s_accept);
			WSACleanup();
			return 0;
		}
		std::cout << "建立连接！准备接受数据。" << std::endl;

		//用返回的套接字和客户端进行通信（send()/recv()）
		while (true) {
			recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0);
			if (recv_len < 0) {
				std::cout << "接受失败！" << std::endl;
				break;
			}
			else {
				std::cout << "客户端信息：" << recv_buf << std::endl;
			}
			if (strcmp(recv_buf, "bye") == 0) { //断开通信
				std::cout << "本次通信结束！" << std::endl;
				std::cout << "服务端正在监听中......" << std::endl;
				break;
			}
			std::cout << "请输入回复信息：";
			std::cin >> send_buf;
			send_len = send(s_accept, send_buf, 100, 0);
			if (send_len < 0) {
				std::cout << "发送失败！" << std::endl;
				break;
			}
			//返回等待另一个连接请求
		}
	}
	//关闭套接字，关闭加载的套接字库（closesocket()/WSACleanup()）
	closesocket(s_server);
	closesocket(s_accept);
	WSACleanup();
	return 0;
}

void initialization() {
	//初始化套接字库
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2); //版本号2.2
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);  //和相应的socket库绑定
	if (err != 0) {
		std::cout << "初始化套接字库失败！" << std::endl;
	}
	else {
		std::cout << "初始化套接字库正确！" << std::endl;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		std::cout << "套接字库版本号不符！" << std::endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		std::cout << "套接字库版本号正确！" << std::endl;
	}
	//填充服务端地址信息
}

client.cpp

// client.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
/*
客户端：建立socket，通过端口号和地址确定目标服务器，使用connect连接到服务器，
send发送消息，等待处理，通信完成后调用closeSocket关闭socket。
*/

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <winsock.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")  //扩展，把ws2_32.lib 这个库加入到工程文件中

void initialization();

int main() {
	//定义长度变量
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	//定义发送缓冲区和接受缓冲区
	char send_buf[100];
	char recv_buf[100];
	//定义服务端套接字，接受请求套接字
	SOCKET s_server;
	//服务端地址
	SOCKADDR_IN server_addr;

	initialization();
	//填充服务端地址信息
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	server_addr.sin_port = htons(5010);

	//创建套接字 socket(地址类型，套接字类型，传输协议)
	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	//向服务器发出连接请求（connect()）
	if (connect(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		std::cout << "服务器连接失败！" << std::endl;
		closesocket(s_server);
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	else {
		std::cout << "服务器连接成功！" << std::endl;
	}

	//和服务区进行通信（send()/recv()）
	while (true) {
		std::cout << "请输入发送信息：";
		std::cin >> send_buf;
		send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);
		if (send_len < 0) {
			std::cout << "发送失败！" << std::endl;
			break;
		}
		if (strcmp(send_buf, "bye") == 0) {  //输入bye就断开通信
			std::cout << "本次通信结束！" << std::endl;
			break;
		}
		recv_len = recv(s_server, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			std::cout << "接受失败！" << std::endl;
			break;
		}
		else {
			std::cout << "服务器端信息：" << recv_buf << std::endl;
		}
	}
	//关闭套接字，关闭加载的套接字库（closesocket()/WSACleanup()）
	closesocket(s_server);
	WSACleanup();
	return 0;
}

void initialization() {
	//初始化套接字库
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2); //版本号2.2
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);  //和相应的socket库绑定
	if (err != 0) {
		std::cout << "初始化套接字库失败！" << std::endl;
	}
	else {
		std::cout << "初始化套接字库正确！" << std::endl;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		std::cout << "套接字库版本号不符！" << std::endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		std::cout << "套接字库版本号正确！" << std::endl;
	}
	//填充服务端地址信息
}

结果展示

2. 一对多

server.cpp

// server.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
/*
服务端：建立socket，申明自身port和IP，并绑定到socket，使用listen监听，
然后不断用accept查看是否有连接。如果有，捕获socket，并通过recv获取消息内容，
通信完成后调用closeSocket关闭accept捕获到的socket。如果不需要等待任何客户端连接，
直接用closeSocket关闭自身的socket。
*/

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <winsock.h>
#include <thread>
#include <mutex>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")  //扩展，把ws2_32.lib 这个库加入到工程文件中

void initialization();

std::mutex m;

void severThread(SOCKET s_accept) {
	//初始化一个没有加锁的mutex，手动加锁
	std::unique_lock<std::mutex> g(m, std::defer_lock);
	bool isNamed = false;
	char client_name[100];
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	char send_buf[100];
	char recv_buf[100];
	while (true) {
		recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			std::cout << "接受失败！与客户端用户（" << client_name << " ）断开连接。" << std::endl << std::endl;
			std::cout << "服务端正在监听中......" << std::endl;
			break;
		}
		else {
			g.lock();  //m被g接管，如果接收到客户端发送的信息，给g加锁
			if (!isNamed) {
				memcpy(client_name, recv_buf, strlen(recv_buf)); //拷贝用户名
				client_name[strlen(recv_buf)] = '\0';
				std::cout << "客户端用户（" << client_name << " ）已登录。" << std::endl;
			}
			else {
				std::cout << "客户端用户（" << client_name << " ）：" << recv_buf << std::endl;
			}
		}
		if (!isNamed) {
			isNamed = true;
		}
		else {
			if (strcmp(recv_buf, "bye") == 0) { //断开通信
				std::cout << "本次通信结束！" << std::endl << std::endl;
				std::cout << "服务端正在监听中......" << std::endl;
				break;
			}
			std::cout << "请输入回复信息：";
			std::cin >> send_buf;
			send_len = send(s_accept, send_buf, 100, 0);
			if (send_len < 0) {
				std::cout << "发送失败！与客户端用户（" << client_name << " ）断开连接。" << std::endl << std::endl;
				std::cout << "服务端正在监听中......" << std::endl;
				break;
			}
		}
		g.unlock();  //解锁
	}
	closesocket(s_accept);
}

int main(){
	//定义长度变量
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	int len = 0;
	//定义服务端套接字，接受请求套接字
	SOCKET s_server;
	SOCKET s_accept;
	//服务端地址 客户端地址
	SOCKADDR_IN server_addr;
	SOCKADDR_IN accept_addr;

	initialization();
	//填充服务端地址信息
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);  //htonl()将主机数转换成无符号长整形的网络字节顺序
	server_addr.sin_port = htons(5010);  //htons()将整型变量从主机字节顺序转变成网络字节顺序

	//创建套接字 socket(地址类型，套接字类型，传输协议)
	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 

	//绑定套接字到一个IP地址和一个端口上（bind()）
	if (bind(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		std::cout << "套接字绑定失败！" << std::endl;
		closesocket(s_server);
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	else {
		std::cout << "套接字绑定成功！" << std::endl;
	}
	
	//将套接字设置为监听模式等待连接请求（listen()）
	if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) {
		std::cout << "设置监听状态失败！" << std::endl;
		closesocket(s_server);
		WSACleanup(); //解除与Socket库的绑定并且释放Socket库所占用的系统资源
		return 0;
	}
	else {
		std::cout << "设置监听状态成功！" << std::endl;
	}
	std::cout << "服务端正在监听中......" << std::endl;

	while (true) {
		//请求到来后接受连接请求，返回一个新的对应于此次连接的套接字（accept()）
		len = sizeof(SOCKADDR);
		s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR*)&accept_addr, &len);
		if (s_accept == SOCKET_ERROR) {
			std::cout << "连接失败！" << std::endl;
			closesocket(s_server);
			closesocket(s_accept);
			WSACleanup();
			return 0;
		}
		std::cout << "已与新客户端建立连接！等待新用户输入用户名......" << std::endl;
		std::thread t(severThread, s_accept);
		t.detach();
	}
	//关闭套接字，关闭加载的套接字库（closesocket()/WSACleanup()）
	closesocket(s_server);
	closesocket(s_accept);
	WSACleanup();
	return 0;
}

void initialization() {
	//初始化套接字库
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2); //版本号2.2
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);  //和相应的socket库绑定
	if (err != 0) {
		std::cout << "初始化套接字库失败！" << std::endl;
	}
	else {
		std::cout << "初始化套接字库正确！" << std::endl;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		std::cout << "套接字库版本号不符！" << std::endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		std::cout << "套接字库版本号正确！" << std::endl;
	}
	//填充服务端地址信息
}

client.cpp

// client.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
/*
客户端：建立socket，通过端口号和地址确定目标服务器，使用connect连接到服务器，
send发送消息，等待处理，通信完成后调用closeSocket关闭socket。
*/

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <winsock.h>
#include <thread>
#include <mutex>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")  //扩展，把ws2_32.lib 这个库加入到工程文件中

void initialization();

int main() {
	//定义长度变量
	int send_len = 0;
	int recv_len = 0;
	//定义发送缓冲区和接受缓冲区
	char send_buf[100];
	char recv_buf[100];
	//定义服务端套接字，接受请求套接字
	SOCKET s_server;
	//服务端地址
	SOCKADDR_IN server_addr;
	//是否输入名字
	bool isNamed = false;

	initialization();
	//填充服务端地址信息
	server_addr.sin_family = AF_INET;
	server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
	server_addr.sin_port = htons(5010);

	//创建套接字 socket(地址类型，套接字类型，传输协议)
	s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

	//向服务器发出连接请求（connect()）
	if (connect(s_server, (SOCKADDR *)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
		std::cout << "服务器连接失败！" << std::endl;
		closesocket(s_server);
		WSACleanup();
		return 0;
	}
	else {
		std::cout << "服务器连接成功！" << std::endl;
	}

	//和服务区进行通信（send()/recv()）
	while (true) {
		if (!isNamed) {
			std::cout << "请输入用户名：";
			std::cin >> send_buf;
			send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);
			if (send_len < 0) {
				std::cout << "发送失败！" << std::endl;
				break;
			}
			else {
				std::cout << "用户名注册成功！" << std::endl;
				isNamed = true;
			}
		}
		std::cout << "请输入发送信息：";
		std::cin >> send_buf;
		send_len = send(s_server, send_buf, 100, 0);
		if (send_len < 0) {
			std::cout << "发送失败！" << std::endl;
			break;
		}
		if (strcmp(send_buf, "bye") == 0) {  //输入bye就断开通信
			std::cout << "本次通信结束！" << std::endl;
			break;
		}
		recv_len = recv(s_server, recv_buf, 100, 0);
		if (recv_len < 0) {
			std::cout << "接受失败！" << std::endl;
			break;
		}
		else {
			std::cout << "服务器端信息：" << recv_buf << std::endl;
		}
	}
	//关闭套接字，关闭加载的套接字库（closesocket()/WSACleanup()）
	closesocket(s_server);
	WSACleanup();
	return 0;
}

void initialization() {
	//初始化套接字库
	WORD w_req = MAKEWORD(2, 2); //版本号2.2
	WSADATA wsadata;
	int err;
	err = WSAStartup(w_req, &wsadata);  //和相应的socket库绑定
	if (err != 0) {
		std::cout << "初始化套接字库失败！" << std::endl;
	}
	else {
		std::cout << "初始化套接字库正确！" << std::endl;
	}
	//检测版本号
	if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
		std::cout << "套接字库版本号不符！" << std::endl;
		WSACleanup();
	}
	else {
		std::cout << "套接字库版本号正确！" << std::endl;
	}
	//填充服务端地址信息
}

结果展示