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Linux Socket 编程代码整理

1. 双向聊天程序 (双线程版)

客户端

#include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <time.h> #include <unistd.h> // 简化类型定义，方便使用 typedef struct sockaddr*(SA); // 线程1：专门接收服务器消息 void* th1(void* arg) { int conn = *(int*)arg; // 获取连接套接字 while (1) { char buf[512] = {0}; // 接收服务器发来的消息 int ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0); // 如果接收失败或收到退出命令 if (ret <= 0 || 0 == strcmp(buf, "#quit\n")) { exit(0); // 退出整个程序 } printf("from ser:%s", buf); // 显示服务器消息 fflush(stdout); // 立即刷新输出缓冲区 } return NULL; } // 线程2：专门发送消息给服务器 void* th2(void* arg) { int conn = *(int*)arg; while (1) { char buf[512] = {0}; printf("to ser:"); // 提示用户输入 fgets(buf, sizeof(buf), stdin); // 从键盘获取输入 send(conn, buf, strlen(buf), 0); // 发送给服务器 if (0 == strcmp(buf, "#quit\n")) // 如果是退出命令 { exit(0); } } return NULL; } int main(int argc, char** argv) { // 1. 创建TCP套接字（相当于买手机） int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (-1 == sockfd) { perror("socket"); // 打印错误信息 return 1; } // 2. 设置服务器地址（知道要打给谁） struct sockaddr_in ser; bzero(&ser, sizeof(ser)); // 清空结构体 ser.sin_family = AF_INET; // IPv4地址族 ser.sin_port = htons(50000); // 端口50000，htons转换为网络字节序 ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 任意地址（客户端通常用INADDR_ANY） // 3. 连接服务器（打电话） int ret = connect(sockfd, (SA)&ser, sizeof(ser)); if (-1 == ret) { perror("connect"); return 1; } // 4. 创建两个线程（一个耳朵听，一个嘴巴说） pthread_t tid1, tid2; pthread_create(&tid1, NULL, th1, &sockfd); pthread_create(&tid2, NULL, th2, &sockfd); // 5. 等待线程结束 pthread_join(tid1, NULL); pthread_join(tid2, NULL); // 6. 关闭连接（挂电话） close(sockfd); return 0; }

// 功能：创建两个线程，一个负责接收服务器消息，一个负责发送消息 // 特点：使用 pthread 实现双工通信 // 退出条件：输入 "#quit" 或连接断开

服务器端

#include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <time.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr*(SA); // 线程1：接收客户端消息 void* th1(void* arg) { int conn = *(int*)arg; while (1) { char buf[512] = {0}; int ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0); if (ret <= 0 || 0 == strcmp(buf, "#quit\n")) { exit(0); } printf("from cli:%s", buf); fflush(stdout); } return NULL; } // 线程2：发送消息给客户端 void* th2(void* arg) { int conn = *(int*)arg; while (1) { char buf[512] = {0}; printf("to cli:"); fgets(buf, sizeof(buf), stdin); send(conn, buf, strlen(buf), 0); if (0 == strcmp(buf, "#quit\n")) { exit(0); } } return NULL; } int main(int argc, char** argv) { // 1. 创建监听套接字（相当于开一家店） int listfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (-1 == listfd) { perror("socket"); return 1; } // 2. 绑定地址（给店铺挂牌子） struct sockaddr_in ser, cli; bzero(&ser, sizeof(ser)); bzero(&cli, sizeof(cli)); ser.sin_family = AF_INET; ser.sin_port = htons(50000); // 店铺在50000号 ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 接受任何地址来的客户 int ret = bind(listfd, (SA)&ser, sizeof(ser)); if (-1 == ret) { perror("bind"); return 1; } // 3. 开始监听（打开店门营业） listen(listfd, 3); // 3表示最多3个客户可以排队 socklen_t len = sizeof(cli); // 4. 接受客户连接（接待客户） int conn = accept(listfd, (SA)&cli, &len); if (-1 == conn) { perror("accept"); return 1; } // 5. 创建线程与客户聊天 pthread_t tid1, tid2; pthread_create(&tid1, NULL, th1, &conn); pthread_create(&tid2, NULL, th2, &conn); pthread_join(tid1, NULL); pthread_join(tid2, NULL); // 6. 关闭连接 close(listfd); close(conn); return 0; }

// 功能：与客户端对称的双线程通信 // 特点：监听端口 50000，接受单个客户端连接 // 注意：exit(0) 会终止整个进程

2. 文件传输程序

客户端

#include <fcntl.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <time.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr *(SA); int main(int argc, char **argv) { // 1. 连接服务器（过程同上） int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in ser; bzero(&ser, sizeof(ser)); ser.sin_family = AF_INET; ser.sin_port = htons(50000); ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; connect(sockfd, (SA)&ser, sizeof(ser)); // 2. 打开要发送的文件 int fd = open("/home/linux/1.png", O_RDONLY); if (-1 == fd) { perror("open"); return 1; } // 3. 循环读取文件并发送 while (1) { char buf[4096] = {0}; int rd_ret = read(fd, buf, sizeof(buf)); // 从文件读取 if (rd_ret <= 0) // 读到文件末尾 { break; } send(sockfd, buf, rd_ret, 0); // 发送读取的内容 // 等待服务器确认 bzero(buf, sizeof(buf)); recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); // 接收"go on" } // 4. 关闭连接 close(sockfd); close(fd); return 0; }

// 功能：发送文件 /home/linux/1.png 到服务器 // 流程：读取文件 -> 发送 -> 等待服务器确认 -> 继续发送 // 特点：使用简单的流式传输协议

服务器端

#include <fcntl.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <time.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr*(SA); int main(int argc, char** argv) { // 1. 创建服务器（过程同聊天版） int listfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in ser, cli; bzero(&ser, sizeof(ser)); bzero(&cli, sizeof(cli)); ser.sin_family = AF_INET; ser.sin_port = htons(50000); ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bind(listfd, (SA)&ser, sizeof(ser)); listen(listfd, 3); socklen_t len = sizeof(cli); int conn = accept(listfd, (SA)&cli, &len); // 2. 创建文件准备写入 int fd = open("2.png", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666); // O_WRONLY: 只写模式 // O_CREAT: 如果文件不存在就创建 // O_TRUNC: 如果文件存在就清空 // 0666: 文件权限(rw-rw-rw-) // 3. 循环接收数据并写入文件 while (1) { char buf[4096] = {0}; int ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0); if (ret <= 0) // 客户端断开或出错 { break; } write(fd, buf, ret); // 写入文件 // 发送确认消息给客户端 bzero(buf, sizeof(buf)); strcpy(buf, "go on"); send(conn, buf, strlen(buf), 0); } close(listfd); close(conn); close(fd); return 0; }

// 功能：接收客户端发来的文件，保存为 2.png // 特点：每次接收数据后发送 "go on" 确认 // 文件模式：0666 (rw-rw-rw-)

3. 字典查询服务

客户端

#include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <time.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr *(SA); int main(int argc, char **argv) { // 1. 连接服务器 int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in ser; bzero(&ser, sizeof(ser)); ser.sin_family = AF_INET; ser.sin_port = htons(50000); ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; connect(sockfd, (SA)&ser, sizeof(ser)); // 2. 循环查询单词 while (1) { char buf[512] = {0}; char mean[512] = {0}; // 存储查询结果 printf("input want_word:"); fgets(buf, sizeof(buf), stdin); // 获取用户输入 // 去掉换行符 buf[strlen(buf) - 1] = '\0'; // 发送单词给服务器 send(sockfd, buf, strlen(buf), 0); if (0 == strcmp(buf, "#quit")) // 退出命令 { break; } // 接收查询结果 int rd_ret = recv(sockfd, mean, sizeof(mean), 0); if (rd_ret <= 0) { break; } printf("%s:%s\n", buf, mean); // 显示结果 } close(sockfd); return 0; }

// 功能：向服务器查询单词释义 // 输入处理：fgets 获取输入，去掉换行符 // 退出：输入 "#quit"

服务器端

#include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <time.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr *(SA); // 查询单词函数 int find_word(char *want_word, char *want_mean) { // 1. 打开字典文件 FILE *fp = fopen("/home/linux/dict.txt", "r"); if (NULL == fp) { perror("fopen"); return 0; } // 2. 逐行读取文件 while (1) { char *word = NULL; char *mean = NULL; char linebuf[1024] = {0}; if (NULL == fgets(linebuf, sizeof(linebuf), fp)) { break; // 读到文件末尾 } // 3. 分割单词和释义 // 假设文件格式："hello 你好\r" word = strtok(linebuf, " "); // 按空格分割 mean = strtok(NULL, "\r"); // 按回车分割 // 4. 比较单词 if (0 == strcmp(word, want_word)) { strcpy(want_mean, mean); // 复制释义 fclose(fp); return 1; // 找到 } } fclose(fp); return 0; // 没找到 } int main(int argc, char **argv) { // 1. 创建服务器（过程同上） int listfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in ser, cli; bzero(&ser, sizeof(ser)); bzero(&cli, sizeof(cli)); ser.sin_family = AF_INET; ser.sin_port = htons(50000); ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bind(listfd, (SA)&ser, sizeof(ser)); listen(listfd, 3); socklen_t len = sizeof(cli); int conn = accept(listfd, (SA)&cli, &len); // 2. 处理客户端查询请求 while (1) { char buf[512] = {0}; char mean[512] = {0}; // 接收客户端发来的单词 int ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0); if (ret <= 0) // 客户端断开 { break; } if (0 == strcmp(buf, "#quit")) // 退出命令 { break; } // 查询单词 bzero(mean, sizeof(mean)); int find_ret = find_word(buf, mean); if (0 == find_ret) // 没找到 { strcpy(mean, "没那词"); } // 发送查询结果 send(conn, mean, strlen(mean), 0); } close(listfd); close(conn); return 0; }

// 功能：查询字典文件 /home/linux/dict.txt // 查找逻辑：按行解析 "单词 释义" 格式 // 找不到返回："没那词" // 注意：strtok 使用可能导致问题

4. 简单 TCP 测试程序

客户端

#include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <time.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr *(SA); int main(int argc, char **argv) { // 1. 连接服务器（过程同上） int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in ser; bzero(&ser, sizeof(ser)); ser.sin_family = AF_INET; ser.sin_port = htons(50000); ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; connect(sockfd, (SA)&ser, sizeof(ser)); // 2. 发送100次测试消息 int i = 100; while (i--) { char buf[512] = "this is tcp test"; send(sockfd, buf, strlen(buf), 0); // 发送 // 接收服务器回复 bzero(buf, sizeof(buf)); recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); printf("ser:%s\n", buf); sleep(1); // 等待1秒 } close(sockfd); return 0; }

// 功能：发送 100 次 "this is tcp test" // 特点：每次发送后等待 1 秒，接收服务器回复

服务器端

#include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/types.h> #include <time.h> #include <unistd.h> typedef struct sockaddr*(SA); int main(int argc, char** argv) { // 1. 创建服务器（过程同上） int listfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); struct sockaddr_in ser, cli; bzero(&ser, sizeof(ser)); bzero(&cli, sizeof(cli)); ser.sin_family = AF_INET; ser.sin_port = htons(50000); ser.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bind(listfd, (SA)&ser, sizeof(ser)); listen(listfd, 3); socklen_t len = sizeof(cli); int conn = accept(listfd, (SA)&cli, &len); // 2. 处理客户端消息 while (1) { char buf[512] = {0}; int ret = recv(conn, buf, sizeof(buf), 0); if (ret <= 0) { break; } // 获取当前时间 time_t tm; time(&tm); // 获取系统时间 // 转换为本地时间结构 struct tm* info = localtime(&tm); sprintf(buf, "%s %d:%d:%d", buf, info->tm_hour, info->tm_min, info->tm_sec); // 发送添加时间戳后的消息 send(conn, buf, strlen(buf), 0); } close(listfd); close(conn); return 0; }

// 功能：接收消息并添加时间戳返回 // 时间格式：原消息 + 时:分:秒 // 注意：sprintf 用法有误，会覆盖原内容

二、关键函数总结

1.Socket API

socket() // 创建套接字 bind() // 绑定地址 listen() // 监听连接 accept() // 接受连接 connect() // 连接服务器 send()/recv() // TCP 发送/接收 close() // 关闭套接字

2.网络地址结构

struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; // AF_INET in_port_t sin_port; // 端口号 (需 htons) struct in_addr sin_addr; // IP地址 };

3.字节序问题

• 不同计算机存储数据的方式不同（大端/小端）

• 网络传输统一用大端字节序

• htons()：把"主机字节序"转为"网络字节序"

• ntohs()：把"网络字节序"转回"主机字节序"

//字节序转换

• htons() // 主机到网络短整型

• ntohs() // 网络到主机短整型

///地址设置

• INADDR_ANY // 任意地址 (0.0.0.0)

• bzero() // 清空结构体

三、编程注意事项

1. 错误处理：所有 socket 调用都应检查返回值

2. 资源释放：记得 close socket 和文件描述符

3. 线程安全：多线程访问共享资源需要同步

4. 缓冲区管理：注意 buf 的大小和清空

5. 字符串处理：正确处理字符串结束符 '\0'

四、常见问题

1. 地址复用：服务器重启可能遇到 "Address already in use"

2. 阻塞调用：recv() 可能阻塞线程

3. 粘包问题：TCP 是流协议，需要定义消息边界

4. 退出机制：exit(0) 会终止整个进程

五、改进建议

1. 使用 select/poll/epoll 处理多个客户端

2. 添加更完善的错误处理

3. 实现协议头来标识消息类型和长度

4. 使用线程池管理连接

5. 配置文件化参数（如端口号、文件路径）

5.常见问题解答

• Q: 为什么客户端也用INADDR_ANY？

• A: 客户端不关心自己的IP，系统会自动选择

• Q: 为什么需要bzero()？

• A: 清除内存中的垃圾数据，避免意外错误

• Q: 为什么用strlen(buf)而不是sizeof(buf)？

• A:strlen计算实际字符串长度，sizeof计算数组总大小

六、实际应用场景

• 聊天程序：微信、QQ

• 文件传输：FTP、网盘

• 字典查询：在线翻译、搜索引擎

• 时间服务：网络校时、日志记录