03. 简易服务器/客户端

上回书说到套接字编程，这章咱接着唠。咱们要写俩简单的程序（不过这俩程序可不太完整，还有点小毛病），用它们来演示上一章提到的那些系统调用。第一个程序是服务器，它能接收客户端的连接，读取一条消息，再回一条消息。第二个程序是客户端，它负责连接服务器，发一条消息，再读一条消息。咱先从服务器这边开始捣鼓。

首先，得搞到一个套接字文件描述符（fd）：

int  fd  =  socket(AF_INET,  SOCK_STREAM,  0);

这里的AF_INET表示使用IPv4，如果想用IPv6或者双栈套接字，那就得用AF_INET6。为了简单起见，这本书里咱们就只用AF_INET啦。

SOCK_STREAM表示使用TCP协议。在这本书里，咱就只用TCP，别的协议先不考虑。这里socket()调用的三个参数在本书中都是固定的。接下来，再给大家介绍一个新的系统调用：

int val =  1;
setsockopt(fd,  SOL_SOCKET,  SO_REUSEADDR,  &val,  sizeof(val));

setsockopt()这个调用主要用来配置套接字的各种属性。上面这段代码启用了SO_REUSEADDR这个选项。要是没有这个选项，服务器重启的时候，可能就没办法绑定到同一个地址啦。这里给大家留个小作业：去搞清楚SO_REUSEADDR到底是干啥的，为啥要用它。

接下来就是bind()和listen()这俩步骤啦，咱们把服务器绑定到通配地址0.0.0.0的1234端口上：

//  bind, 这是处理IPv4地址的语法
struct  sockaddr_in addr =  {};
addr.sin_family =  AF_INET;
addr.sin_port =  ntohs(1234);
addr.sin_addr.s_addr =  ntohl(0);       // 通配地址0.0.0.0
int rv =  bind(fd,   (const sockaddr * )&addr,  sizeof(addr));
if  (rv)  {
    die("bind()");
}

//  listen
rv =  listen(fd,  SOMAXCONN);
if  (rv)  {
    die("listen()");
}

然后进入循环，处理每一个连接：

while  (true)  {
    //  accept
    struct  sockaddr_in client_addr =  {};
    socklen_t socklen =  sizeof(client_addr);
    int connfd =  accept(fd,   (struct  sockaddr * )&client_addr,  &socklen);
    if  (connfd <  0)  {
        continue;      // 出错了，跳过这次循环
    }

    do_something(connfd);
    close(connfd);
}

do_something()函数的功能很简单，就是读取和写入数据：

static void do_something(int connfd)  {
    char rbuf[64]  =  {};
    ssize_t n =  read(connfd,  rbuf,  sizeof(rbuf)  -  1);
    if  (n <  0)  {
        msg("read() error");
        return ;
    }
    printf("client says: %s\n",   rbuf);

    char wbuf[]  =  "world";
    write(connfd,  wbuf,  strlen(wbuf));
}

注意哈，read()和write()调用会返回读取或写入的字节数。真正的程序员肯定得处理这些函数的返回值，不过在这章里，为了简洁，我省略了好多东西。而且说实话，这章里的代码在实际的网络编程里，也不是啥“标准答案”。

客户端的程序就简单多啦：

int fd =  socket(AF_INET,  SOCK_STREAM,  0);
if  (fd <  0)  {
    die("socket()");
}

struct  sockaddr_in addr =  {};
addr.sin_family =  AF_INET;
addr.sin_port =  ntohs(1234);
addr.sin_addr.s_addr =  ntohl(INADDR_LOOPBACK);    //  127.0.0.1
int rv =  connect(fd,  (const struct  sockaddr * )&addr,  sizeof(addr));
if  (rv)  {
    die("connect");
}

char msg[]  =  "hello";
write(fd,  msg,  strlen(msg));

char rbuf[64]  =  {};
ssize_t n =  read(fd,  rbuf,  sizeof(rbuf)  -  1);
if  (n <  0)  {
    die("read");
}
printf("server says: %s\n",   rbuf);
close(fd);

用下面的命令来编译咱们的程序：

g++ -Wall -Wextra -O2 -g 03_server.cpp -o server
g++ -Wall -Wextra -O2 -g 03_client.cpp -o client

先在一个窗口里运行./server，然后在另一个窗口里运行./client。你应该能看到这样的结果：

$ ./server
client says: hello

$ ./client
server says: world

给大家布置个小任务：去看看这章用到的API的手册，或者在网上找些相关教程。一定要学会怎么查找API的使用方法，因为这本书不会详细介绍这些API的具体用法。

• 03_client.cpp
• 03_server.cpp