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C语言通过socket实现TCP客户端

时间：2024-06-06 20:12:20浏览次数：23  
标签：socketfd socket buffer timebuf tcp C语言 TCP 服务器

socket概念

​ 从wiki上了解，socket这个词追溯到 1971 年 RFC 147 的发布。

​ 目前我的理解：常用于指操作系统提供的 API，该 API 允许使用 TCP、UDP 进行连接，但不仅限于 TCP、UDP 协议。

实现目的

利用系统提供函数接口，通过C语言实现对TCP 服务器(IP地址)的连接，以及收发数据。

实现过程

1、socket(2) 创建套接字

2、connect(2) 连接服务器。服务器已打开，否则会直接返回错误。

3、send(2) 向服务器发送数据。连接成功后，即可与服务器通信。

4、recv(2) 接收服务器发送过来的数据。

5、close(2) 关闭套接字。

实现代码

/****************************************************************************
 *
 * file name: mytcp_client.c
 * author   : [email protected]
 * date     : 2024-06-05
 * function : TCP协议的客户端操作。
 * note     :
 *              测试编译指令: gcc ./src/mytcp_client.c ./src/mytime.c -o ./bin/mytcp_client -I ./include
 *              通过命令行输入服务器ip和端口，示例：./bin/mytcp_client IP PORT
 *
 * CopyRight (c)   2024   [email protected]   Right Reseverd
 *
 ****************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdbool.h>
#include <pthread.h>
#include <netinet/in.h>
#include "mytime.h" //时间头文件

#define DEBUG // 开启调试模式

/******************************* 全局变量 START *******************************/
char timebuf[128]; // 时间输出缓冲区
/******************************* 全局变量 END *******************************/

/****************************************************************************
 *
 * function name     : tcp_v4_hton
 * function          : 将ipv4服务器的信息从本地字节序转换为网络字节序，并存储在destinfo指针下。
 * parameter         :
 *                      @destinfo: 存储转换后的信息指针。
 *                      @address: 需要转换的点分十进制IPv4地址，例如 "192.168.5.1"
 *                      @port: 需要转换的端口，例如：60000
 *
 * return value      : None
 * note              : None
 *
 * author            : [email protected]
 * date              : 2024-06-06
 * version           : V1.0
 * revision history  : None
 *
 ****************************************************************************/
void tcp_v4_hton(struct sockaddr_in *destinfo, const char *address, const int port)
{

    destinfo->sin_family = AF_INET;                 // 协议，AF_INET代表IPV4协议
    destinfo->sin_port = htons(port);               // 服务器端口，必须将目标端口转为网络字节序（大端）
    destinfo->sin_addr.s_addr = inet_addr(address); // 服务器ip，必须将目标ip转为网络字节序（大端）
}

/****************************************************************************
 *
 * function name     : tcp_v4_connect
 * function          : 连接IPv4 TCP服务器
 * parameter         :
 *                      @socketfd: socket指针。
 *                      @destinfo: 储存 IPv4 TCP服务器信息的指针
 *
 * return value      : 成功返回true，失败返回false
 * note              : None
 *
 * author            : [email protected]
 * date              : 2024-06-06
 * version           : V1.0
 * revision history  : None
 *
 ****************************************************************************/
bool tcp_v4_connect(int *socketfd, struct sockaddr_in *destinfo)
{
    // 创建ipv4 TCP 通信端点
    *socketfd = socket(destinfo->sin_family, SOCK_STREAM, 0);
    if (-1 == *socketfd)
    {
        fprintf(stderr,
                "[%s] [%s] 创建ipv4 TCP 通信端点，Error code: %d, Error message: %s\n",
                __FILE__,
                __func__,
                errno,
                strerror(errno));
        return false;
    }

    // 请求连接 tcp服务器
    if (-1 == connect(*socketfd, (const struct sockaddr *)destinfo, sizeof(struct sockaddr_in)))
    {
        fprintf(stderr,
                "[%s] [%s] 连接ipv4 TCP 通信端点失败，Error code: %d, Error message: %s\n",
                __FILE__,
                __func__,
                errno,
                strerror(errno));
        return false;
    }

// 成功连接
#ifdef DEBUG
    time_format(timebuf, sizeof(timebuf), "%Y年%m月%d日 %H:%M:%S");
    printf("[DEBUG][%s]成功连接服务器 \n", timebuf);
#endif
    return true;
}

/****************************************************************************
 *
 * function name     : tcp_v4_send
 * function          : 向IPv4 TCP服务器发送一条数据
 * parameter         :
 *                      @socketfd: 已连接服务器的socket句柄
 *                      @buf: 存储待发送数据的缓冲区指针。
 *                      @bufsize: 数据的大小，单位字节。
 *
 * return value      : 成功返回true，失败返回false
 * note              :
 *                      必须先使用tcp_v4_connect()连接服务器后再使用。
 *
 * author            : [email protected]
 * date              : 2024-06-06
 * version           : V1.0
 * revision history  : None
 *
 ****************************************************************************/
bool tcp_v4_send(const int socketfd, const char *buf, const int bufsize)
{
    if (bufsize != send(socketfd, buf, bufsize, 0))
    {
#ifdef DEBUG
        time_format(timebuf, sizeof(timebuf), "%Y年%m月%d日 %H:%M:%S");
        printf("[DEBUG][%s] 发送 [%s] 失败！！！\n", timebuf, buf);
#endif
        return false;
    }

#ifdef DEBUG
    time_format(timebuf, sizeof(timebuf), "%Y年%m月%d日 %H:%M:%S");
    printf("[DEBUG][%s] 成功发送 [%s] \n", timebuf, buf);
#endif
    return true;
}

/****************************************************************************
 *
 * function name     : tcp_client_recv
 * function          : 线程任务，连接TCP IPv4服务器后，接收服务器发来的信息并输出。
 * parameter         :
 *                      @arg: 已连接服务器的socket句柄指针
 *
 * return value      : None
 * note              :
 *                      必须先使用tcp_v4_connect()连接服务器后再使用。
 *
 * author            : [email protected]
 * date              : 2024-06-06
 * version           : V1.0
 * revision history  : None
 *
 ****************************************************************************/
void *tcp_client_recv(void *arg)
{
    int socketfd = *((int *)arg); // 转换通过参数传入socket套接字句柄
    char buffer[512] = {0};       // 接收数据缓冲区

    // 循环阻塞等待服务器发送的数据
    while (1)
    {
        if (0 == (recv(socketfd, buffer, sizeof(buffer), 0)))
        {
            // 服务器终止连接，结束程序
            time_format(timebuf, sizeof(timebuf), "%Y年%m月%d日 %H:%M:%S");
            printf("[%s] 服务器已经终止连接\n", timebuf);
            close(socketfd);
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }
        time_format(timebuf, sizeof(timebuf), "%Y年%m月%d日 %H:%M:%S");
        printf("[%s]收到服务器发来的信息：[%s]\n", timebuf, buffer);
        bzero(buffer, sizeof(buffer)); // 清空缓存
    }
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 通过终端传入服务器的信息
    if (3 != argc)
    {
        printf("参数无效，请输入 [./xxx IP PORT] 执行\n");
        return -1;
    }

    int socketfd;                // 创建套接字
    char buffer[512] = {0};      // 发送数据缓冲区
    struct sockaddr_in destinfo; // 定义IPv4 地址和端口的结构体 变量保存服务端信息

    tcp_v4_hton(&destinfo, argv[1], atoi(argv[2])); // 转换为网络字节序

    // 连接服务器
    if (!(tcp_v4_connect(&socketfd, &destinfo)))
        return -1;

    // 创建线程接收服务器发送的信息
    pthread_t tcp_recv_task;
    if (0 != (pthread_create(&tcp_recv_task, NULL, tcp_client_recv, &socketfd)))
    {
        printf("********** 创建接收服务器发送的信息线程失败！ **********\n");
    }
#ifdef DEBUG
    else
    {
        time_format(timebuf, sizeof(timebuf), "%Y年%m月%d日 %H:%M:%S");
        printf("[DEBUG][%s] 成功创建接收服务器发送的信息线程 \n", timebuf);
    }
#endif

    // 需要发送的信息
    while (1)
    {
        printf("请输入发送的数据：\n");
        fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin); // 标准输入获取数据
        buffer[strcspn(buffer, "\n")] = '\0'; // 替换换行符
        if (0 == strlen(buffer))
        {
            printf("********** 请输入有效信息 **********\n");
        }
        else if (!(tcp_v4_send(socketfd, buffer, strlen(buffer))))
        {
            time_format(timebuf, sizeof(timebuf), "%Y年%m月%d日 %H:%M:%S");
            printf("[%s] 服务器已经终止连接\n", timebuf);
            close(socketfd);
            break;
        }
        else
        {
            bzero(buffer, sizeof(buffer)); // 清空缓存
        }
    }

    return 0;
}

测试结果

C语言TCP客户端测试

参考信息

衍生问题

​ Berkeley 套接字是用于创建和使用套接字的行业标准应用程序编程接口 (API)。它最初被用作 Unix 操作系统的 API，后来被 TCP/IP 采用。

标签：socketfd,socket,buffer,timebuf,tcp,C语言,TCP,服务器
From： https://www.cnblogs.com/crazy3min/p/18235928

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