Socket简介及客户端服务器连接实例

本是古典何须时尚 2022-07-14 11:55 282阅读 0赞

**注：**  在客户端游戏开发中，使用HTTP进行网络通信的比较少，一般使用的都是Socket进行通信。而HTTP一般用于网页或者网页游戏。

**【Socket简介】**

**1、套接字（socket）概念**

套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

**套接字： \{ IP地址 : 端口号 \}**

应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字（Socket）接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

**2、套接字类型  **

TCP/IP的socket提供下列三种类型套接字。

**2.1、流式套接字（SOCK\_STREAM）**

提供了一个面向连接（TCP）、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复地发送，且按发送顺序接收。内设流量控制，避免数据流超限；数据被看作是字节流，无长度限制。文件传送协议（FTP）即使用流式套接字。

**2.2、数据报式套接字（SOCK\_DGRAM）**

提供了一个无连接服务（UDP）。数据包以独立包形式被发送，不提供无错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。网络文件系统（NFS）使用数据报式套接字。

**2.3、原始式套接字（SOCK\_RAW） **

该接口允许对较低层协议，如IP、ICMP直接访问。常用于检验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。

**3、建立socket连接**

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket ，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket 。

套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

（a）**服务器监听：**服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字，而是处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。

（b）**客户端请求：**指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。

（c）**连接确认：**当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

**4、典型套接字调用过程举例**

TCP/IP协议的应用一般采用**客户/服务器模式**，因此在实际应用中，必须有客户和服务器两个进程，并且首先启动服务器，其系统调用时序图如下。

**面向连接的协议（TCP）的套接字系统调用如下：**

> 服务器必须首先启动，直到它执行完accept()调用，进入等待状态后，方能接收客户请求。

> 假如客户在此前启动，则connect()将返回出错代码，连接不成功。

![Center][]

**无连接的协议（UDP）的套接字调用如下：**

> 无连接服务器也必须先启动，否则客户请求传不到服务进程。

> 无连接客户不调用connect()。因此在数据发送之前，客户与服务器之间尚未建立完全相关，但各自通过socket()和bind()建立了半相关。

> 发送数据时，发送方除指定本地套接字号外，还需指定接收方套接字号，从而在数据收发过程中动态地建立了全相关。

![Center 1][]

**【Socket连接】**

使用的是**面向连接的TCP套接字系统调用API。**

**0、将ODSocket源码放在Classes目录下（ODSocket是仿照原生Socket写的一个类似Socket的一个类）**

**1、客户端**

使用ODSocket的API实现与服务端的网络连接。

> 创建ODSocket：**ODSocket** socket;

> 初始化：**Init**() 、 **Create**();

> 设置需要连接的服务器的 IP地址和端口号：**ip** 、 **port**;

> 连接服务器：**Connet**(ip, port);

> 发送数据：**Send**(string, lenght);

> 接收数据：**Recv**(string, lenght, 0);

> 关闭连接：**Close**();

**代码如下**

// 引入头文件
    #include "ODSocket/ODSocket.h"
     
    // Socker连接
    void HelloWorld::connectServer()
    {
        // 初始化
        // ODSocket socket;
        socket.Init();
        socket.Create(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
         
        // 设置服务器的IP地址，端口号
        // 并连接服务器 Connect
        const char* ip = "127.0.0.1";
        int port = 12345;
        bool result = socket.Connect(ip, port);
         
        // 发送数据 Send
        socket.Send("login", 5);
         
        if (result) {
            CCLOG("connect to server success!");
            // 开启新线程，在子线程中，接收数据
            std::thread recvThread = std::thread(&HelloWorld::receiveData, this);
            recvThread.detach(); // 从主线程分离
        }
        else {
            CCLOG("can not connect to server");
            return;
        }
    }
     
    // 接收数据
    void HelloWorld::receiveData()
    {
        // 因为是强联网
        // 所以可以一直检测服务端是否有数据传来
        while (true) {
            // 接收数据 Recv
            char data[512] = "";
            int result = socket.Recv(data, 512, 0);
            printf("%d", result);
            // 与服务器的连接断开了
            if (result <= 0) break;
             
            CCLOG("%s", data);
        }
        // 关闭连接
        socket.Close();
    }

**2、服务端**

**使用Eclipse开发环境，Java语言，服务端使用的是 ServerSocket 来监听端口。**

**2.1、Server类**

用于创建ServerSocket，监听端口，等待客户连接。

public class Server {
     
        public static void main(String[] args) throws IOException {
             
            // 创建ServerSocket，监听端口号：12345
            ServerSocket ss = new ServerSocket(12345);
            // 创建用于管理客户端的收发数据的子线程类
            ClientThread clientThread = new ClientThread();
            clientThread.start();
             
            System.out.println("服务器开启啦");
     
            // 监听端口号：12345
            // 等待客户连接 accept()
            while (true) {
                // 开始接收客户端的连接
                Socket socket = ss.accept();
                System.out.println("有新客户连接~");
                clientThread.addClient(socket);
            }
        }
    }

**2.2、ClientThread类**

用于管理、处理客户端的收发数据请求。

// 继承Thread线程类
    public class ClientThread extends Thread {
        // 客户端连接的socket列表
        private ArrayList<Socket> clients = new ArrayList<Socket>();
     
        // 添加客户
        public void addClient(Socket socket) {
            clients.add(socket);
        }
        // 删除客户
        public void removeClient(Socket socket) {
            clients.remove(socket);
        }
        // 向客户发送数据
        public void sendMessage(Socket socket, String data) throws IOException {
            // 给玩家发送数据
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            os.write(data.getBytes("UTF-8"));
        }
     
        @Override
        public void run() {
            while (true) {
                try {
                    for (Socket socket : clients) {
                        // 获取客户端发来的数据
                        InputStream is = socket.getInputStream();
                        int len = is.available() + 1;
                        byte[] buff = new byte[len];
                        int flag = is.read(buff);
     
                        // read()返回-1，说明客户端的socket已断开
                        if (flag == -1) {
                            System.out.println("有客户断开连接~");
                            this.removeClient(socket);
                            break;
                        }
     
                        // 输出接收到的数据
                        String read = new String(buff);
                        System.out.println("收到数据：" + read);
     
                        // 给玩家发送数据
                        String data = "恭喜你，连接成功啦~~";
                        sendMessage(socket, data);
                    }
                    sleep(10);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
    //

然后分别开启服务器和客户端就可以看到连接成功并传输数据了

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