网络编程第一课

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今日学习：网络通信IO

网络通信的核心是通过系统提供的socket套接字实现的。socket和c语言中文件操作的本质类似，在c语言中，通过fopen、fclose、fread、fwrite实现了对文件的操作，socket类似于fopen函数，创建一个文件（即套接字），然后可以往该“文件”中写入相关的内容。socket包含三个参数，分别是协议族、文件类型和协议，返回值为fd，类似于fopen中的文件指针，通过fd对套接字进行io操作。

#include<sys/socket.h>     			//socket所需要的头文件sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

创建了socket后，需要将该socket和对应的地址进行绑定，通信的本质在于不同的地址之间信息的传送，socket提供了一个接口，现在还需要该接口和某个具体的网络地址进行绑定才可以实现通信。

#include<netinet/in.h>  //socketaddr_in 需要的头文件//   地址需要专用的结构体 struct socketaddr_in 来定义
//   其具体结构如下：struct sockaddr_in {			sin_family;					//协议族sin_port;					//端口struct in_addr sin_addr;	//IP地址
}
struch in_addr{s_addr;
}//在服务器端建立一个socketadd类型的地址
struct socketaddr_in server_addr;
server_addr.family = AF_INET;      					//使用ipv4协议族
server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);	//自动获取本机的IP地址，并使用htonl转换格式
server_addr.sin_port = htons(2000);					//要绑定的端口号，使用htons转换

获取到了通信地址和socket的fd后，需要将两个进行绑定。

//bind函数
//三个参数// sockfd : 创建socket后反回的fd号，即要绑定的“文件”
// servaddr： IP地址的指针 注意，要把sockaddr_in的指针类型，转换为socketaddr指针类型
//size： IP地址的大小，该参数可以用来判断属于哪个协议族。bind(sockfd, servaddr, size)

绑定之后，就可以监听该端口的信息了，使用listen函数

进入listen之后，就可以被连接了

//sockfd: 绑定后监听端口的对应的fd
//backlog：确定连接请求队列的长度，达到该数量后，新的请求不再接受。
listen(sockfd， 10)；

连接之后，可以收到客户端的发送的信息，但是无法显示出来，所以需要accept函数--用于接收客户端发送的信息

//建立客户端
//返回的新套接字是专门用于和当前连接的客户端通信的，
//所有后续的读写操作都需要通过这个新的套接字进行，而原来的监听套接字（sockfd）继续监听新的连接请求。struct sockaddr_in clientaddr;
int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, sizeof(clientaddr));accept是阻塞的，即它会一直等待，直到有客户端连接请求。如果没有请求，程序将停留在此函数调用//通过recv()函数来接受信息
//buf：指向接收缓冲区的指针，用于存储从套接字读取到的数据
//len接收缓冲区的大小（以字节为单位）。recv() 会尝试最多读取 len 字节的数据
recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
//返回值
//返回实际接收到的字节数（ssize_t），即读取的数据大小。
//如果返回值为 0，表示连接已关闭（对于流式套接字）。

注意sockfd 和 clientfd 的区别：只要bind之后，只有一个sockfd，代表监听的端口。

但是被监听的端口可能同时有很多客户端发送信息，对于每个服务端，都需要使用accept来重新建立一个socket套接字来传送信息，之后可以基于此fd进行recv和send操作。

int client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&clientaddr, &len);
printf("accept finished!");char buffer[1024];
int count = recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
printf("recv: %s", buffer);
count = send(client_fd, buffer, count, 0);
print("send: %d", count);

recv更像是c语言文件操作中的fread；而send更像是fwrite函数。

总结：

网络io操作的流程如下：

首先建立socket的fd号，将该fd号与地址和端口进行bind；

服务器端可以根据此fd号对这个端口进行listen监听，并维系一个连接队列；

服务器端使用accept与不同的客户端进行连接，连接成功后生成新的socket的fd号，根据此fd号对其进行读/写（即recv和send）操作。

一些心得：

今天的课程涉及到了计算机网络里tcp相关的内容，操作系统中阻塞相关的内容。这些知识本身并不陌生，之前在课堂也都学习过，知识点都理解，只是上手代码，由于不是特别熟悉，还是有点吃力的，需要每一个函数都要去查，包括参数、返回值之类的，计划2小时学完，其实花了很久来上手，大概四小时左右，代码的实现看了两遍，结合gpt搞懂了。虽然时间久，还是很有成就感的。希望越来越熟悉，加快学习的速度。