如何进行TCP通信实现

本篇文章给大家分享的是有关如何进行TCP通信实现，小编觉得挺实用的，因此分享给大家学习，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获，话不多说，跟着小编一起来看看吧。

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TCP是底层通讯协议，定义的是数据传输和连接方式的规范。TCP协议，传输控制协议（Transmission Control Protocol，缩写为：TCP）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的通信协议。讲到TCP协议就绕不开套接字Socket。这也是搞软件开发经常接触的技术点。套接字Socket是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。它是网络通信过程中端点的抽象表示，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。创建Socket连接时，可以指定使用的传输层协议，Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接。

在网络通讯中，从架构设计和应用需要具备抽象思维。让阅读者和使用者非常清晰的理解设计思路。采用割裂思维。形象的比喻成大炮和炮弹。大炮。发射装置分HTTP和TCP。收发机制不同。每种编程语言都有自己固定的API实现。炮弹就是二进制流数据。不固定完全可以DIY。就是我们常说的通信协议。所谓“协议”是双方共同遵守的规则。协议有语法、语义、时序三要素。炮弹抽象转实体就是Gk8ByteMaker。具体实现参阅。网络通信1：字节流的封装。针对大炮发射装置实现。其实许多编程语言都不需要自己造轮子。甚至很多框架支持、比如Java有名气的MINA框架。作为编程者应该需要探索的欲望。自己实现过对底层的理解更透彻。领悟过记忆才更深刻。曾经有个面试者就理直气壮说Socket底层就是可以直接传输类对象。因为他工作接触的都是完善的框架。直接面向对象编程。缺乏捅破窗户纸窥探下底层真正的实现原理。

项目使用C++实现网络TCP通信(tcpnet)。其中Gk8Socket是实现底层Socket通信。Gk8TcpService是提供接口服务。方便使用者方便快捷的使用。同时发射装置肯定需要炮弹。也使用了Gk8ByteMaker。每种编程语言实现都有差异。这里仅抛砖引玉。重点还是理解思维和原理。记忆容易忘记。思维不容易忘记。

C++实现网络Socket类：Gk8Socket.h

#ifndef _GK8SOCKET_H_
#define _GK8SOCKET_H_
#pragma once
#include "Gk8Env.h"
#if(GK8_TARGET_PLATFORM==GK8_PLATFORM_WIN32)
    #include 
    typedef int                socklen_t;
#else
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    typedef int                SOCKET;
    //[定义一些创建标记宏]
    #define INVALID_SOCKET    -1
    #define SOCKET_ERROR    -1
#endif
class Gk8Socket
{
protected://[类保护属性]
    SOCKET m_iSocket;        //[SCOKET套接字]
    fd_set m_fdR;            //[SCOKET信息]
public://[类公共属性]
    Gk8Socket(SOCKET iSocket=INVALID_SOCKET);
    ~Gk8Socket();
    static int Init();
    static int Clean();
    Gk8Socket& operator=(SOCKET iSocket);
    operator SOCKET();
    bool Create(int af, int type, int protocol = 0);
    bool Connect(const char* ip, unsigned short port);
    bool Bind(unsigned short port);
    bool Listen(int backlog = 5);
    bool Accept(Gk8Socket& s, char* fromip = NULL);
    int Select();
    int Send(const char* buf, int len, int flags=0);
    int Recv(char* buf, int len, int flags=0);
    int Close();
    int GetError();
};
#endif

C++实现网络Socket类：Gk8Socket.cpp

#include "Gk8Socket.h"
#include "Gk8OperSys.h"
#include 
#if(GK8_TARGET_PLATFORM==GK8_PLATFORM_WIN32)
#pragma comment(lib, "wsock32")
#endif
Gk8Socket::Gk8Socket(SOCKET iSocket)
{
    m_iSocket=iSocket;
}
Gk8Socket::~Gk8Socket()
{
}
//[初始化SOCKET]
int Gk8Socket::Init()
{
#if(GK8_TARGET_PLATFORM==GK8_PLATFORM_WIN32)
    WSADATA wsaData;
    WORD version = MAKEWORD(2, 0);
    int nRet = WSAStartup(version, &wsaData);//[WinSock启动]
    if(nRet)
    {
        _GK8ERR<<"Initilize winsock error !"<服务器监听端口]
bool Gk8Socket::Listen(int backlog)
{
    int ret = listen(m_iSocket, backlog);
    if (ret == SOCKET_ERROR)
    {
        return false;
    }
    return true;
}
//[服务器接受套接字]
bool Gk8Socket::Accept(Gk8Socket& s,char* fromip)
{
    struct sockaddr_in cliaddr;
    socklen_t addrlen = sizeof(cliaddr);
    SOCKET sock = accept(m_iSocket,(struct sockaddr*)&cliaddr,&addrlen);
    if(sock == SOCKET_ERROR)
    {
        return false;
    }
    s=sock;
    if (fromip != NULL)
        sprintf(fromip, "%s", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));
    return true;
}
int Gk8Socket::Select()
{
    FD_ZERO(&m_fdR);
    FD_SET(m_iSocket,&m_fdR);
    struct timeval mytimeout;
    mytimeout.tv_sec=3;
    mytimeout.tv_usec=0;
    int result=select(m_iSocket+1,&m_fdR,NULL,NULL,NULL);
    //[第一个参数是0和sockfd中的最大值加一]
    //[第二个参数是读集,也就是sockset]
    //[第三,四个参数是写集和异常集,在本程序中都为空]
    //[第五个参数是超时时间,即在指定时间内仍没有可读,则出错]
    if(result==-1)
    {
        return -1;
    }else
    {
        if(FD_ISSET(m_iSocket,&m_fdR)>0)
        {
            return -2;
        }else
        {
            return -3;
        }
    }
}
//[发送数据:直接发送]
int Gk8Socket::Send(const char* buf, int len, int flags)
{
    int bytes;
    int count = 0;
    while(countC++实现Tcp服务类：Gk8TcpService.h
#ifndef __GK8TCPSERVICE_H__
#define __GK8TCPSERVICE_H__
#pragma once
#include "Gk8Socket.h"
#include "Gk8BaseObj.h"
#include "Gk8ByteMaker.h"
#include 
#include 
#if(GK8_TARGET_PLATFORM==GK8_PLATFORM_IOS||GK8_TARGET_PLATFORM==GK8_PLATFORM_ANDROID)
#include 
#endif
class Gk8TcpService:public Gk8BaseObj
{
    DECLARE_TOSPP_MAP;
private:
    pthread_t m_nPId;                    //[线程ID]
    GK8_BOOL m_bCreatePthread;            //[创建了线程]
    Gk8ByteMaker m_iRequestData;        //[TCP请求数据]
public:
    Gk8Socket m_iSocket;
    Gk8Str m_iHostIpStr;                //[服务器IP]
    GK8_INT m_nPort;                    //[服务端口]
    pthread_mutex_t mt_TcpResponseMutex;//[TCP响应互斥体]
    Gk8ByteMaker m_iTcpData;            //[TCP反馈数据]
private:
    static void* start_thread(void*);    //[静态成员函数,相当于C中的全局函数]
    GK8_VOID TcpSocketFailCallBack(GK8_INT nFailCode);
    GK8_VOID TcpSocketSuccCallBack();
    GK8_VOID TcpRequestStarted();
    GK8_VOID DispatcherReceiveMessage();
public:
    Gk8TcpService();
    ~Gk8TcpService();
    GK8_BOOL TOSPPFUNC Build(GK8_LPCSTR lpHostIp,GK8_INT nPort);
    GK8_VOID TOSPPFUNC SendMessage(Gk8ByteMaker* pRequestData);
    GK8_VOID TOSPPFUNC PutMessage(Gk8ByteMaker* pRequestData);
    GK8_VOID TOSPPFUNC SendCachedMessage();
    GK8_VOID TOSPPFUNC Close();            //[函数中止当前线程]
    static GK8_VOID TcpClientTick();
};
#endif
C++实现Tcp服务类：Gk8TcpService.cpp
#include "Gk8TcpService.h"
//[TCP SOCKET错误编码]
enum TCPSOCKETFAILERRORCODE
{
    TCPCODE_PTHREAD_FAIL=0,
    TCPCODE_SOCKET_INIT_FAIL,
    TCPCODE_SOCKET_CREATE_FAIL,
    TCPCODE_SOCKET_CONNECT_FAIL,
    TCPCODE_SOCKET_SEND_FAIL,
    TCPCODE_END
};
static Gk8Var sg_iTcpSocketFailEventFun("OnTcpSocketFail");        //[TCPSOCKET失败信息]
static Gk8Var sg_iTcpSocketSuccEventFun("OnTcpSocketSucc");        //[TCPSOCKET成功信息]
static Gk8Var sg_iTcpReceiveMessageFun("ReceiveMessage");        //[接收网络信息]
static Gk8SortMap sg_iTcpSocketMap;                                //[委托MAP]//[用来管理回调的]
/////////////////////////////////////////////CLASS-TOSPP////////////////////////////////////////////////////
BEGIN_TOSPP_MAP(Gk8TcpService,Gk8BaseObj)
    TOSPP_FUNC(Gk8TcpService,Build,'b',"sd","Build(lpHostIp,nPort)")
    TOSPP_FUNC(Gk8TcpService,SendMessage,' ',"p","SendMessage(iRequestDataPtr)")
    TOSPP_FUNC(Gk8TcpService,PutMessage,' ',"p","PutMessage(iRequestDataPtr)")
    TOSPP_FUNC(Gk8TcpService,SendCachedMessage,' '," ","SendCachedMessage()")
    TOSPP_FUNC(Gk8TcpService,Close,' ',"","Close()")
END_TOSPP_MAP()
/////////////////////////////////////[套接字逻辑]///////////////////////////////////////////////
Gk8TcpService::Gk8TcpService()
{
    pthread_mutex_init(&mt_TcpResponseMutex,NULL);
    sg_iTcpSocketMap.AddItem((GK8_PTR_TYPE)this,0);
    m_bCreatePthread=false;
}
Gk8TcpService::~Gk8TcpService()
{
    pthread_mutex_destroy(&mt_TcpResponseMutex);
    sg_iTcpSocketMap.RemoveItem((GK8_PTR_TYPE)this);
}
//[套接字失败回调]
GK8_VOID Gk8TcpService::TcpSocketFailCallBack(GK8_INT nFailCode)
{
    OnCall(sg_iTcpSocketFailEventFun,Gk8Var()<TcpSocketFailCallBack(TCPCODE_SOCKET_INIT_FAIL);
        return NULL;
    }
    //[创建套接字]
    if(!iSocket.Create(AF_INET,SOCK_STREAM,0))
    {
        pTcpService->TcpSocketFailCallBack(TCPCODE_SOCKET_CREATE_FAIL);
        return NULL;
    }
    //[连接套接字]
    if(!iSocket.Connect(pTcpService->m_iHostIpStr,pTcpService->m_nPort))
    {
        pTcpService->TcpSocketFailCallBack(TCPCODE_SOCKET_CONNECT_FAIL);
        return NULL;
    }
    pTcpService->m_iSocket=iSocket;
    //[通知连接成功]
    pTcpService->TcpSocketSuccCallBack();
    //[循环监听.接收数据]
    Gk8ByteMaker sl_iRecvBuf;
    sl_iRecvBuf.WriteAlloc(1024*1024);
    GK8_INT nRecvLen=0;
    while(true)
    {
        //[表示服务器端有消息推送过来.会接受HTTP的请求返回]
        if(iSocket.Select()==-2)
        {
            sl_iRecvBuf.ClearStream();
            nRecvLen=iSocket.Recv((GK8_LPSTR)sl_iRecvBuf.GetBuf(),1024*1024,0);
            if(nRecvLen<=0) continue;
            //[多线程控制]
            pthread_mutex_lock(&pTcpService->mt_TcpResponseMutex);
            pTcpService->m_iTcpData.WriteBuf(sl_iRecvBuf.GetBuf(),nRecvLen);
            pthread_mutex_unlock(&pTcpService->mt_TcpResponseMutex);
        }
    }
    return NULL;
}
//[发送消息]
GK8_VOID Gk8TcpService::SendMessage(Gk8ByteMaker* pRequestData)
{
    pRequestData->ShiftTo(m_iRequestData);
    TcpRequestStarted();
}
//[把二进制流重组成新的对象]
GK8_VOID Gk8TcpService::PutMessage(Gk8ByteMaker* pRequestData)
{
    pRequestData->ShiftTo(m_iRequestData);
}
GK8_VOID Gk8TcpService::SendCachedMessage()
{
    TcpRequestStarted();
}
//[开始TCP请求]
GK8_VOID Gk8TcpService::TcpRequestStarted()
{
    GK8_INT nSendLen=m_iRequestData.GetStreamSize();
    if(m_iSocket.Send((GK8_LPCSTR)m_iRequestData.GetBuf(),nSendLen)!=nSendLen)
    {
        TcpSocketFailCallBack(TCPCODE_SOCKET_SEND_FAIL);
        return ;
    }
    m_iRequestData.ClearStream();
}
//[向脚本派发消息]
GK8_VOID Gk8TcpService::DispatcherReceiveMessage()
{
    if(m_iTcpData.GetStreamSize()<2*sizeof(GK8_WORD)) return;
    pthread_mutex_lock(&mt_TcpResponseMutex);
    Gk8Var iByteMakerVar(&m_iTcpData,m_iTcpData.GetObjId());
    OnCall(sg_iTcpReceiveMessageFun,iByteMakerVar);
    //[把数据往前提]
    m_iTcpData.Pack();
    pthread_mutex_unlock(&mt_TcpResponseMutex);
}
//[停止SOCKET]
GK8_VOID Gk8TcpService::Close()
{
    m_iSocket.Close();
#if(GK8_TARGET_PLATFORM==GK8_PLATFORM_ANDROID)
    _GK8ERR<<"Close"<DispatcherReceiveMessage();
    }
}
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