C++封裝的基於WinSock2的TCP服務端、客戶端

時間  2020-01-28
標籤 c++ 封裝 基於 winsock2 winsock tcp 服務 客戶端 欄目 C&C++ 简体版
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　　無聊研究Winsock套接字編程，用原生的C語言接口寫出來的代碼看着難受，因而本身簡單用C++封裝一下，把思路過程理清，方便本身後續翻看和新手學習。ios

　　只寫好了TCP通訊服務端，有空把客戶端流程也封裝一下。編程

　　先上主函數：服務器

// main.cpp : 異想家sandeepin poi！
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
extern int JTCPserver();
extern int JTCPclient();
int main()
{
	JTCPserver(); // 二者選一
//	JTCPclient();
	return 0;
}
　　JTCPserver.cpp內容： 

// JTCPserver.cpp : 蔣方正封裝的TCP服務端

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <WinSock2.h> // WinSocket 
#include <WS2tcpip.h> // IP地址轉換用到inet_pton
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")  
using namespace std;

// 【1】初始化WinSock
bool initWinSock();
// 【2】建立socket
bool createSocket(SOCKET &listenScok);
// 【3】socket綁定本機地址信息
bool bindIPandPort(SOCKET &listenScok, const string ip, const unsigned short port);
// 【4】偵聽socket，接收客戶端請求
bool listenSocket(SOCKET &listenScok);
// 【5】等待客戶端鏈接-阻塞
bool waitClientConnect(SOCKET &listenScok, SOCKET &clientSock);
// 【6】接收數據-阻塞
bool receiveData(SOCKET &clientSock, string &data);
// 【7】中止套接字的接收、發送
bool shutdownSocket(SOCKET &clientSock);
// 【8】發送信息
bool sendData(SOCKET &clientSock, const string &data);

int JTCPserver()
{		
	SOCKET listenScok;	// 服務端Socket
	SOCKET clientSock;	// 客戶端Socket
	string data;		// 收到的數據

	// 【1】初始化WinSock
	initWinSock();
	// 【2】建立socket
	createSocket(listenScok);
	// 【3】socket綁定本機地址信息
	bindIPandPort(listenScok, "127.0.0.1", 1994);
	// 【4】偵聽socket，接收客戶端請求
	listenSocket(listenScok);

	// 坐等客戶端鏈接
	bool isClientSockConnect = false;	// 是否有客戶端連進來
	bool isReceiveData = false;			// 是否接收數據成功

	while (true)
	{ 
		if (!isClientSockConnect)
		{
			// 【5】等待客戶端鏈接
			isClientSockConnect = waitClientConnect(listenScok, clientSock);
		}
		else
		{
			if(!isReceiveData)
			{
				// 【6】接收數據-阻塞
				isReceiveData = receiveData(clientSock, data);
				// 若是接收數據失敗則斷開
				if(!isReceiveData) 
				{
					// 【7】中止套接字的接收、發送
					shutdownSocket(clientSock);
					cout << "等待客戶端再鏈接..." << endl;
					isClientSockConnect = false; // 能夠重連了
				}
			}
			if(isReceiveData && data != "jfzpoi"  && data != "@end#")
			{
				isReceiveData = false;
			}
			if(isReceiveData && data == "jfzpoi")
			{
				// 【8】發送信息(收的數據爲jfzpoi)
				sendData(clientSock, "sandeepin!\r\n");
				isReceiveData = false;
			}
			if (isReceiveData && data == "@end#")
			{
				// 【9】關閉相關
				int err;
//				err = shutdown(listenScok, 2);
//				if (err == SOCKET_ERROR)
//				{
//					cout << "關閉失敗！" << endl;
//				}
				// 關閉套接字，釋放資源
				err = closesocket(listenScok);
				if (err == SOCKET_ERROR)
				{
					cout << "關閉socket失敗！" << endl;
				}
				// 中止使用WinSock庫，釋放對應資源
				if (WSACleanup() != 0)
				{
					cout << "WSA清空失敗！" << endl;
				}
				cout << "關完了，坐等關機！poi" << endl;
				return 0;
			}
		}
	}
}

// 【1】初始化WinSock
bool initWinSock()
{
	WORD verision = MAKEWORD(2, 2);
	WSADATA lpData;
	int intEr = WSAStartup(verision, &lpData); // 指定winsock版本並初始化
	if (intEr != 0)
	{
		cout << "WinSock初始化失敗！" << endl;
		return false;
	}
	cout << "WinSock初始化成功！" << endl;
	return true;
}

// 【2】建立socket
bool createSocket(SOCKET &listenScok)
{
	// 建立偵聽socket  
	listenScok = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (listenScok == INVALID_SOCKET)
	{
		cout << "socket建立失敗！" << endl;
		return false;
	}
	cout << "socket建立成功！" << endl;
	return true;
}

// 【3】socket綁定本機地址信息
bool bindIPandPort(SOCKET &listenScok, const string ip, const unsigned short port)
{
	// 製做sockaddr_in結構體
	// 在bind函數，connect函數裏提到了套接字編程網絡地址信息結構體const struct sockaddr和const struct sockaddr_i
	sockaddr_in hostAddr;
	hostAddr.sin_family = AF_INET;
	hostAddr.sin_port = htons(port);//轉換成網絡字節序  
									//hostAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(SERVERIP);//轉換成網絡字節序  
									//cout << "net IP:" << hostAddr.sin_addr.S_un.S_addr << endl;  
									/*
									inet_addr()版本過低，被棄用使用inet_pton(協議族，字符串IP地址，void目標in_addr*)
									頭文件：WS2tcpip.h
									*/
	in_addr addr;
	inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), (void*)&addr);
	hostAddr.sin_addr = addr;
	cout << "ip(網絡字節序):" << addr.S_un.S_addr << endl;
	cout << "ip(常規形式):" << ip.c_str() << endl;

	// 偵聽套接字listenSock綁定本機地址信息  
	int err = bind(listenScok, (struct sockaddr*)&hostAddr, sizeof(sockaddr));
	if (err != 0)
	{
		cout << "本地IP綁定失敗！" << endl;
		return false;
	}
	return true;
}

// 【4】偵聽socket，接收客戶端請求
bool listenSocket(SOCKET &listenScok)
{
	// 設定套接字爲偵聽狀態，準備接收客戶機進程發送來的鏈接請求
	int err = listen(listenScok, 3);
	if (err != 0)
	{
		cout << "socket監聽失敗！" << endl;
		return false;
	}
	cout << "監聽客戶端鏈接中……" << endl;
	return true;
}

// 【5】等待客戶端鏈接-阻塞
bool waitClientConnect(SOCKET &listenScok, SOCKET &clientSock)
{
	sockaddr_in clientAddr;
	int len = sizeof(struct sockaddr); // 必須指定長度，不然會致使accept返回10014錯誤
									   // accept會循環等待客戶端鏈接
	clientSock = accept(listenScok, (struct sockaddr*)&clientAddr, &len);
	cout << "客戶端Socket編號:" << clientSock << endl;
	if (clientSock == INVALID_SOCKET)
	{
		cout << "客戶端鏈接失敗！" << endl;
		cout << WSAGetLastError() << endl;
		return false;
	}
	return true;
}

// 【6】接收數據-阻塞
bool receiveData(SOCKET &clientSock, string &data)
{
	static int cnt = 1; // 接收數據編號-靜態
						// 經過已創建鏈接的套接字，接收數據 設定緩衝1024字節
	char buf[1024] = "\0";
	// flags操做方式（0正常數據，MSG_PEED系統緩衝區的數據複製到所提供的接收緩衝區內，系統緩衝區數據未刪除，MSG_OOB處理帶外數據，一般用參數0便可）
	int buflen = recv(clientSock, buf, 1024, 0);
	if (buflen == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "接收失敗！" << endl;
		return false;
	}
	// 一切正常則顯示接收數據
	data = string(buf);
	cout << "收到第" << cnt++ << "次，內容爲:\n" << buf << endl;
	return true;
}

// 【7】中止套接字的接收、發送
bool shutdownSocket(SOCKET &clientSock)
{
	//（收完就關）中止套接字的接收、發送功能（0禁止接收，1禁止發送，2禁制接收發送）
	int err = shutdown(clientSock, 2);
	if (err == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "關閉Socket失敗！" << endl;
		return false;
	}
	return true;
}

// 【8】發送信息
bool sendData(SOCKET &clientSock, const string &data)
{

	int err = send(clientSock, data.c_str(), data.size(), 0);
	if (err == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "發送失敗！" << endl;
		return false;
	}
	cout << "發送數據爲:\n" << data << endl;
	return true;
}
　　JTCPclient.cpp內容： 

// JTCPclient.cpp : 蔣方正封裝的TCP客戶端代碼

#include "stdafx.h"  
#include <iostream>
#include <WinSock2.h>  
#include <WS2tcpip.h>  
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
using namespace std;

// 【1】初始化WinSock
bool initWinSockC();
// 【2】建立socket
bool createSocketC(SOCKET &listenScok);
// 【3】鏈接到服務器
bool connectSocketC(SOCKET &conSock, const string ip, const unsigned short port);
// 【4】發送數據
bool sendDataC(SOCKET &clientSock, const string &data);
// 【5】接收數據
bool receiveDataC(SOCKET &clientSock, string &data);

int JTCPclient()
{
	SOCKET clientSock;	// 客戶端Socket
	string data;		// 收到的數據

	bool isCreateSocket = false;	// 是否建立了Socket
	bool isConnectSocket = false;	// 是否連上了服務器
	bool isSendDataOK = false;		// 是否發送成功數據
	bool isReceiveDataOK = false;	// 是否接收成功數據

	// 【1】初始化WinSock
	if(initWinSockC())
	{
		while (true)
		{
			if(!isCreateSocket)
			{
				// 【2】建立socket
				createSocketC(clientSock);
				isCreateSocket = true;
			}
			else
			{
				if(!isConnectSocket)
				{
					// 【3】鏈接到服務器
					connectSocketC(clientSock, "127.0.0.1", 1994);
					isConnectSocket = true;
				}
				else
				{
					if(!isSendDataOK)
					{
						// 【4】發送數據
						isSendDataOK = sendDataC(clientSock, "jfz hello\r\n");
					}
					else
					{
						if(!isReceiveDataOK)
						{
							// 【5】接收數據
							isReceiveDataOK = receiveDataC(clientSock, data);
						}
						else
						{
							if(data == "@end#")
							{
								WSACleanup();
								return 0;
							}
							isReceiveDataOK = false;
							isSendDataOK = false;
						}
					}
					
				}
			}
		}
	}
	return 0;
}

// 【1】初始化WinSock
bool initWinSockC()
{
	WORD verision = MAKEWORD(2, 2);
	WSADATA lpData;
	int intEr = WSAStartup(verision, &lpData); // 指定winsock版本並初始化
	if (intEr != 0)
	{
		std::cout << "WinSock初始化失敗！" << endl;
		return false;
	}
	std::cout << "WinSock初始化成功！" << endl;
	return true;
}

// 【2】建立socket
bool createSocketC(SOCKET &listenScok)
{
	// 建立偵聽socket  
	listenScok = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (listenScok == INVALID_SOCKET)
	{
		cout << "socket建立失敗！" << endl;
		return false;
	}
	cout << "socket建立成功！" << endl;
	return true;
}

// 【3】鏈接到服務器
bool connectSocketC(SOCKET &conSock, const string ip, const unsigned short port)
{
	// 創建地址結構體
	sockaddr_in hostAddr;
	hostAddr.sin_family = AF_INET;
	hostAddr.sin_port = htons(port);//轉換成網絡字節序  
									//hostAddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(SERVERIP);//轉換成網絡字節序  
									//cout << "net IP:" << hostAddr.sin_addr.S_un.S_addr << endl;  
									/*
									inet_addr()版本過低，被棄用使用inet_pton(協議族，字符串IP地址，void目標in_addr*)
									頭文件：WS2tcpip.h
									*/
	in_addr addr;
	inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), (void*)&addr);
	hostAddr.sin_addr = addr;
	cout << "ip(網絡字節序):" << addr.S_un.S_addr << endl;
	cout << "ip(常規形式):" << ip.c_str() << endl;

	// 向服務器提出鏈接請求
	int err = connect(conSock, (sockaddr*)&hostAddr, sizeof(sockaddr));
	if (err == INVALID_SOCKET)
	{
		cout << "鏈接服務器失敗！" << endl;
		return false;
	}
	return true;
}

// 【4】發送數據
bool sendDataC(SOCKET &clientSock, const string &data)
{
	int err = send(clientSock, data.c_str(), data.size(), 0);
	if (err == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "發送失敗！" << endl;
		return false;
	}
	cout << "發送數據爲:\n" << data.c_str() << endl;
	return true;
}

// 【5】接收數據
bool receiveDataC(SOCKET &clientSock, string &data)
{
	static int cnt = 1; // 接收數據編號-靜態
						// 經過已創建鏈接的套接字，接收數據 設定緩衝1024字節
	char buf[1024] = "\0";
	// flags操做方式（0正常數據，MSG_PEED系統緩衝區的數據複製到所提供的接收緩衝區內，系統緩衝區數據未刪除，MSG_OOB處理帶外數據，一般用參數0便可）
	int buflen = recv(clientSock, buf, 1024, 0);
	if (buflen == SOCKET_ERROR)
	{
		cout << "接收失敗！" << endl;
		return false;
	}
	// 一切正常則顯示接收數據
	data = string(buf);
	cout << "收到第" << cnt++ << "次，內容爲:\n" << buf << endl;
	return true;
}
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