[C語言]一個很實用的服務端和客戶端進行UDP通訊的實例

前段時間發了個TCP通訊的例子，如今再來一個UDP通訊的例子。這些能夠做爲樣本程序，用到開發中。「裸寫」socket總是記不住步驟，常常被鄙視……

下面的例子很簡單，寫一個UDP的server用於收包，寫一個UDP的client用於發包並接收來自server的回覆。其中UDP的client寫了兩個，一個是不須要connect的，另外一個是帶上connect的，兩個client實現的功能是同樣的。從效率上，帶上connect的UDP確定效率稍微高一些。不過UDP的connect和TCP裏面很是不同。在UDP裏面connect的時候並無三次握手的過程，可是它指定了與本身通訊的對方的具體地址，內核中會將次地址記錄下來，若是你的UDP就是在肯定了兩臺機器之間傳送信息，建議選取帶有connect的套接字。connect以後與對方通訊直接write或者read函數就能夠，不用再指定對方ip和port，而且connect以後的套接字能夠自動過濾掉不是來自指定通訊方的信息。UDP能夠調用屢次connect函數，可是TCP套接字只能調用一次，再次調用會出現錯誤。

1. 首先是服務端的程序：

UDPserver.cpp

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <string.h>
 3 #include <unistd.h>
 4 #include <sys/types.h>
 5 #include <sys/socket.h>
 6 #include <stdlib.h>
 7 #include <netinet/in.h>
 8 #include <arpa/inet.h>
 9 
10 #define PORT 1234
11 #define MAXDATASIZE 100
12 
13 int main(void)
14 {
15     int sockfd;
16     struct sockaddr_in server;
17     struct sockaddr_in client;
18     socklen_t len;
19     int num;
20     char buf[MAXDATASIZE];
21     if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
22     {
23         perror("Creating socket failed.\n");
24         exit(1);
25     }
26     bzero(&server, sizeof(server));
27     server.sin_family = AF_INET;
28     server.sin_port = htons(PORT);
29     server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
30     if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)
31     {
32         perror("Bind() error.\n");
33         exit(1);
34     }
35     
36     len = sizeof(client);
37     while(1)
38     {
39         num = recvfrom(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&client, &len);
40         if(num < 0)
41         {
42             perror("recvfrom() error.\n");
43             exit(1);
44         }
45         buf[num] = '\0';
46         printf("You got a message <%s> from client. \nIt's ip is %s, port is %d. \n", buf, inet_ntoa(client.sin_addr),htons(client.sin_port));
47         sendto(sockfd, "Welcome\n", 8, 0, (struct sockaddr *)&client, len);
48         if ( !strcmp(buf, "bye") ){
49             break;
50         }
51     }
52     close(sockfd);
53 }

 

2. 而後，咱們給出帶有connect的客戶端程序：

UDPclientWithConnect.cpp

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #include <unistd.h>
 4 #include <string.h>
 5 #include <sys/types.h>
 6 #include <sys/socket.h>
 7 #include <netinet/in.h>
 8 #include <netdb.h>
 9 #include <arpa/inet.h>
10 
11 #define PORT 1234
12 
13 #define MAXDATASIZE 100
14 
15 int main(int argc, char *argv[])
16 {
17     int sockfd, num;
18     char buf[MAXDATASIZE];
19     struct hostent *he;
20     struct sockaddr_in server, peer;
21     if(argc != 3)
22     {
23         printf("Usage: %s <IP address> <message>\n", argv[0]);
24         exit(1);
25     }
26 
27     if((sockfd=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
28     {
29         printf("socket() error\n");
30         exit(1);
31     }
32     bzero(&server, sizeof(server));
33     server.sin_family = AF_INET;
34     server.sin_port = htons(PORT);
35 
36     server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
37     //server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
38     if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)
39     {
40         printf("connect() error.\n");
41         exit(1);
42     }
43     
44     send(sockfd, argv[2], strlen(argv[2]), 0);
45 
46     while(1)
47     {
48         if((num = recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1)
49         {
50             printf("recv() error.\n");
51             exit(1);
52         }
53         
54         buf[num] = '\0';
55         printf("Server Message: %s.\n", buf);
56         break;
57     }
58     close(sockfd);
59 }

 

3. 最後，再給一個不帶connect的客戶端程序。

UDPclientNoConnect.cpp

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>

#define PORT 1234

#define MAXDATASIZE 100

int main(int argc, char *argv[])
{
    int sockfd, num;
    char buf[MAXDATASIZE];
    struct hostent *he;
    struct sockaddr_in server, peer;
    if(argc != 3)
    {
        printf("Usage: %s <IP address> <message>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    if((he = gethostbyname(argv[1]))==NULL)
    {
        printf("gethostbyname() error\n");
        exit(1);
    }
    if((sockfd=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        printf("socket() error\n");
        exit(1);
    }
    bzero(&server, sizeof(server));
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(PORT);
    server.sin_addr = *( (struct in_addr *)he->h_addr);
    sendto(sockfd, argv[2], strlen(argv[2]), 0, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server));
    socklen_t len;
    len = sizeof(server);
    while(1)
    {
        if((num = recvfrom(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&peer, &len)) == -1)
        {
            printf("recvfrom() error\n");
            exit(1);
        }
        if(len != sizeof(server) || memcmp((const void *)&server, (const void *)&peer, len) != 0 )
        {
            printf("Receive message from other server.\n");
            continue;
        }
        buf[num] = '\0';
        printf("Server Message: %s.\n", buf);
        break;
    }
    close(sockfd);
}

 

執行一下命令進行編譯：

$ g++ -o UDPserver UDPserver.cpp

$ g++ -o UDPclient2 UDPclientWithConnect.cpp

$ g++ -o UDPclient1 UDPclientNoConnect.cpp

完了之後就看到三個可執行文件了。

打開一個命令行，執行./UDPserver啓動服務端程序，再打開另一個命令行，執行./UDPclient1 127.0.0.1 "nihaonihao"或者./UDPclient2 127.0.0.1 "testtest"便可查看到如下效果：

[horstxu@vps ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPserver 
You got a message <nihaonihao> from client. 
It's ip is 127.0.0.1, port is 25595. 
You got a message <testtest> from client. 
It's ip is 127.0.0.1, port is 27396. 

 

[horstxu@vps ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPclient1 127.0.0.1 "nihaonihao" 
Server Message: Welcome
.
[horstxu@vps ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPclient2 127.0.0.1 "testtest"  
Server Message: Welcome
.
[horstxu@vps ~/Cprog/udpCSmodel]$ 

 

最後再來解釋一個帶有connect的UDP的好處。因爲UDP是不可靠傳輸，若是我發了數據出去，對方其實服務器是關閉的，這時會有什麼結果呢？對於剛纔的UDPclient1，也就是不帶connect的，客戶端程序會卡在recvfrom這裏，由於對方是關閉的，它永遠也收不到來自對方的回包。可是對於UDPclient2，也就是帶有connect，咱們其實能夠收到一個錯誤，並設置errno（errno：111，connection refused）。這樣看上去就比卡死在那裏友好多了。對於這個問題的具體分析能夠參考這篇文章：

UDP怎麼會返回Connection refused錯誤

[horstxu@vps ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPclient2 127.0.0.1 "testtest"
recv() error.
[horstxu@vps ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPclient1 127.0.0.1 "testtest" 
 #註釋：程序在這裏卡死