怎样用Linux C++进行网络编程

在Linux环境下用C++做网络编程，Socket（套接字）几乎是绕不开的基础路线。虽然现在有各种封装好的网络库，但理解底层Socket API的原理，对后续处理复杂网络逻辑、排查问题都很有帮助。下面就用一个典型的TCP服务端和客户端示例，把整个流程拆开来看看——从创建套接字、绑定端口、监听连接，到收发数据、关闭连接，每一步都有对应的系统调用。

TCP服务器示例

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    const char* hello = "Hello from server";

    // 创建socket文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 强制将socket选项设置为重用地址
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    // 绑定socket到指定端口
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接受连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 读取客户端发送的数据
    read(new_socket, buffer, 1024);
    std::cout << buffer << std::endl;

    // 向客户端发送数据
    send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);
    std::cout << "Hello message sent\n";

    // 关闭套接字
    close(new_socket);
    close(server_fd);
    return 0;
}

TCP客户端示例

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    const char* hello = "Hello from client";
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建socket文件描述符
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        std::cout << "\n Socket creation error \n";
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);

    // 将IPv4地址从文本转换为二进制形式
    if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        std::cout << "\nInvalid address/ Address not supported \n";
        return -1;
    }

    // 连接到服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        std::cout << "\nConnection Failed \n";
        return -1;
    }

    // 向服务器发送数据
    send(sock, hello, strlen(hello), 0);
    std::cout << "Hello message sent\n";

    // 读取服务器发送的数据
    read(sock, buffer, 1024);
    std::cout << "Server: " << buffer << std::endl;

    // 关闭套接字
    close(sock);
    return 0;
}

编译和运行

在终端中，直接用g++编译这两个源文件：

g++ -o server server.cpp
g++ -o client client.cpp

先在一个终端窗口启动服务器：

./server

然后在另一个终端窗口运行客户端：

./client

服务器会接收到客户端发来的消息，并回复一句问候；客户端收到响应后打印出来。整个过程挺直观的，但注意这只是一个最基础的演示——实际开发中的网络程序远比这个复杂，比如要同时处理多个客户端连接、做更完善的错误处理、实现数据序列化/反序列化，甚至要考虑并发模型。当然，如果不想每次从零开始写Socket，也可以考虑使用Boost.Asio这类成熟的网络库，能省去不少底层细节的麻烦。