打造自己的 C++ Socket 服务器：手把手教程

4. 服务器实现

4.1 头文件

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

这些头文件分别用于输入输出流、字符串操作、socket 编程、网络地址结构和 UNIX 标准函数。

4.2 定义端口号和缓冲区大小

#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

PORT 定义了服务器监听的端口号，BUFFER_SIZE 定义了用于读取和发送数据的缓冲区大小。

4.3 主函数

int main() {
// …
}

主函数是程序的入口点，包含了服务器的主要逻辑。

4.4 创建 socket

int server_fd, new_socket;
server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

创建一个 socket 文件描述符 server_fd，用于监听客户端连接。AF_INET 表示 IPv4 地址族，SOCK_STREAM 表示 TCP 流套接字。

4.5 绑定地址和端口

struct sockaddr_in address;
bind(server_fd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));

将 socket 绑定到本地地址和端口。

4.6 监听连接

listen(server_fd, 3);

开始监听是否有客户端连接。第二个参数 3 表示最大连接数。

4.7 接受连接

new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr*)&address, (socklen_t*)&addrlen);

接受客户端的连接，并返回一个新的 socket 文件描述符 new_socket。

4.8 读取和发送数据

read(new_socket, buffer, BUFFER_SIZE);
send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);

从客户端读取数据到缓冲区，并向客户端发送固定的响应消息。

4.9 关闭 socket

close(server_fd);

关闭服务器 socket，释放资源。

5. 注意事项

#define PORT 8080
#define BUFFER_SIZE 1024

int main() {
int server_fd, new_socket;
struct sockaddr_in address;
int opt = 1;
int addrlen = sizeof(address);
char buffer[BUFFER_SIZE] = {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);
}

// 绑定 socket 到地址和端口
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
address.sin_port = htons(PORT);

if (bind(server_fd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address))<0) {
perror("bind failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}

// 监听是否有客户端连接
if (listen(server_fd, 3) < 0) {
perror("listen");
exit(EXIT_FAILURE);
}

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

// 读取数据
read(new_socket, buffer, BUFFER_SIZE);
std::cout << "Message from client: " << buffer << std::endl;

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

// 关闭 socket
close(server_fd);
return 0;
}

几个问题1.sockfd是什么？答：

在 socket 编程中，sockfd 是一个术语，通常用于指代一个 socket 的文件描述符。在 Unix-like 系统中，几乎所有的 I/O 操作都是通过文件描述符进行的，包括网络通信。文件描述符是一个非负整数，它是内核为了高效管理已打开的文件或其他 I/O 资源（如 socket、管道、设备等）而提供的一个抽象句柄。

当你创建一个 socket 时，系统会返回一个文件描述符，这个文件描述符就被称为 sockfd。之后，你就可以使用这个文件描述符来进行各种 socket 操作，比如绑定地址（bind）、监听连接（listen）、接受连接（accept）、读取数据（read）、发送数据（write 或 send）、关闭 socket（close）等。

例如，在下面的代码中，socket 函数创建了一个新的 socket，并返回了一个文件描述符，这个描述符被存储在变量 sockfd 中：

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

在这里，AF_INET 指定了地址族为 IPv4，SOCK_STREAM 指定了 socket 类型为 TCP 流套接字。如果 socket 调用成功，sockfd 将是一个有效的文件描述符，用于后续的 socket 操作。如果调用失败，sockfd 将被设置为一个特定的错误值（通常是 -1），并且可以通过查看 errno 变量来获取失败的原因。

我们可以用一个类比来通俗易懂地解释 sockfd。

想象一下，你的电脑是一个大型的邮局，而你想通过邮局发送和接收信件。在邮局中，每个信箱都有一个唯一的编号，这个编号就像是文件描述符。当你创建一个 socket 时，就像是你在邮局申请了一个新的信箱，邮局会给你一个编号（即 sockfd），这样你就可以通过这个编号来发送和接收信件了。

当你想发送一封信时，你会把信放入对应编号的信箱中，然后邮局会帮你把信发送出去。同样地，当你创建了一个 socket 并获得了 sockfd，你就可以使用这个 sockfd 来进行网络通信，比如发送数据（send）和接收数据（recv）。

当你不再需要这个信箱时，你可以通知邮局回收这个信箱，这样其他人就可以使用这个编号了。在 socket 编程中，当你完成所有的通信任务后，你需要关闭 socket，释放 sockfd，这样系统就可以重新使用这个编号了。

所以，sockfd 就像是邮局信箱的编号，它帮助你管理和操作网络通信。