C++开发基础之网络编程WinSock库使用详解TCP/UDP Socket开发-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++开发基础之网络编程WinSock库使用详解TCP/UDP Socket开发。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

引言

Winsock是Windows操作系统提供的用于网络编程的API库。它是Windows Sockets的简称，也就是套接字库。Winsock可以让开发人员使用TCP/IP协议族中的各种协议，如TCP、UDP等，在Windows平台下进行网络编程。

Winsock提供了一组函数和数据结构，这些函数和数据结构可以让开发人员创建和管理套接字（Socket），并通过套接字与其他计算机进行通信。套接字是一种抽象的通信端点，通过套接字可以进行不同计算机之间的数据传输。Winsock提供了一些基本的套接字函数，如socket()、bind()、connect()、send()、recv()等，这些函数实现了套接字的创建、绑定、连接、发送数据和接收数据等操作。

Winsock还提供了对异步IO（Asynchronous IO）的支持，这使得在网络编程中能够使用异步IO模型来处理事件。此外，Winsock还提供了对多线程编程的支持，这使得开发人员能够在网络编程中使用异步IO和多线程进行事件处理。

基本用法

以下是Winsock库的基本用法：

引入头文件

在代码文件的开头引入Winsock库的头文件。

#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

初始化Winsock库

在程序开始时，调用 WSAStartup() 函数来初始化Winsock库。该函数接受一个 WSADATA 结构体作为参数。

WSADATA wsaData;
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0) {
    // 错误处理
}

创建Socket

使用 socket() 函数创建一个新的socket。该函数与标准的socket函数相似，但参数类型不同。

SOCKET sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == INVALID_SOCKET) {
    // 错误处理
}

连接Socket（客户端）

如果你是编写客户端程序，则需要调用 connect() 函数连接到服务端。该函数与标准的connect函数相似，但参数类型不同。

struct sockaddr_in serverAddr{};
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(8080); // 服务端的端口号，要使用网络字节序
if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serverAddr.sin_addr) <= 0) {
    // 错误处理
}

if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) {
    // 错误处理
}

绑定Socket（服务端）

如果你是编写服务端程序，则需要调用 bind() 函数将socket与一个IP地址和端口绑定起来。该函数与标准的bind函数相似，但参数类型不同。

struct sockaddr_in serverAddr{};
serverAddr.sin_family = AF_INET;
serverAddr.sin_port = htons(8080); // 端口号，要使用网络字节序
serverAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // IP地址，INADDR_ANY表示任意地址

if (bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr)) == SOCKET_ERROR) {
    // 错误处理
}

监听Socket（服务端）

如果你是编写服务端程序，则需要调用 listen() 函数开始监听客户端连接请求。该函数与标准的listen函数相似，但参数类型不同。

if (listen(sockfd, 5) == SOCKET_ERROR) {
    // 错误处理
}

接受连接请求（服务端）

使用 accept() 函数接受客户端的连接请求，并返回一个新的socket文件描述符，用于后续与客户端通信。该函数与标准的accept函数相似，但参数类型不同。

struct sockaddr_in clientAddr{};
int clientAddrLen = sizeof(clientAddr);
SOCKET clientSockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientAddr, &clientAddrLen);
if (clientSockfd == INVALID_SOCKET) {
    // 错误处理
}

发送和接收数据

使用 send() 函数发送数据，使用 recv() 函数接收数据。这两个函数与标准的send和recv函数相似，但参数类型不同。

const char* message = "Hello, server!";
if (send(sockfd, message, strlen(message), 0) == SOCKET_ERROR) {
    // 错误处理
}

char buffer[1024];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
if (recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0) == SOCKET_ERROR) {
    // 错误处理
}

关闭Socket

使用 closesocket() 函数关闭socket。

closesocket(sockfd);

清理Winsock库

在程序结束时，调用 WSACleanup() 函数来清理Winsock库。

WSACleanup();

以上是Winsock库的基本用法。注意，在使用Winsock库前要先初始化库，并在使用完后进行清理。

TCP Socket 示例

1.TCP Socket 服务端代码示例：

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main()
{
    WSADATA wsaData;
    int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    if (iResult != 0)
    {
        printf("WSAStartup failed with error: %d\n", iResult);
        return 1;
    }

    SOCKET ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    if (ListenSocket == INVALID_SOCKET)
    {
        printf("socket failed with error: %ld\n", WSAGetLastError());
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    sockaddr_in service;
    service.sin_family = AF_INET;
    service.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    service.sin_port = htons(27015);

    if (bind(ListenSocket, (SOCKADDR*)&service, sizeof(service)) == SOCKET_ERROR)
    {
        printf("bind failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ListenSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    if (listen(ListenSocket, SOMAXCONN) == SOCKET_ERROR)
    {
        printf("listen failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ListenSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    printf("Server is running and waiting to accept a client connection...\n");

    SOCKET ClientSocket = INVALID_SOCKET;
    while (ClientSocket == INVALID_SOCKET)
    {
        ClientSocket = accept(ListenSocket, NULL, NULL);
    }

    printf("Client connected!\n");

    char recvbuf[512];
    int iRecvResult;
    do 
    {
        iRecvResult = recv(ClientSocket, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0);
        if (iRecvResult > 0)
        {
            printf("Bytes received: %d\n", iRecvResult);
            printf("Received data: %s\n", recvbuf);

            send(ClientSocket, recvbuf, iRecvResult, 0);
        }
        else if (iRecvResult == 0)
        {
            printf("Connection closing...\n");
        }
        else
        {
            printf("recv failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
            closesocket(ClientSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
        }

    } while (iRecvResult > 0);

    closesocket(ClientSocket);
    WSACleanup();

    return 0;
}

上述代码实现了一个TCP Socket的服务端程序。该程序使用Winsock库创建了一个监听套接字，端口号为27015，等待客户端连接。一旦有客户端连接，就会创建一个新的套接字来处理客户端请求，然后通过该套接字与客户端进行通信。

2.TCP Socket 客户端代码示例：

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#include <WS2tcpip.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main()
{
    WSADATA wsaData;
    int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    if (iResult != 0)
    {
        printf("WSAStartup failed with error: %d\n", iResult);
        return 1;
    }

    SOCKET ConnectSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    if (ConnectSocket == INVALID_SOCKET)
    {
        printf("socket failed with error: %ld\n", WSAGetLastError());
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    sockaddr_in service;
    service.sin_family = AF_INET;
    //service.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &service.sin_addr.s_addr);
    service.sin_port = htons(27015);

    if (connect(ConnectSocket, (SOCKADDR*)&service, sizeof(service)) == SOCKET_ERROR)
    {
        printf("connect failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ConnectSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    printf("Connected to server!\n");

    char sendbuf[512] = "Hello from client!";
    int iSendResult = send(ConnectSocket, sendbuf, (int)strlen(sendbuf), 0);
    if (iSendResult == SOCKET_ERROR)
    {
        printf("send failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ConnectSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    printf("Bytes sent: %d\n", iSendResult);

    char recvbuf[512];
    int iRecvResult = recv(ConnectSocket, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0);
    if (iRecvResult > 0)
    {
        printf("Bytes received: %d\n", iRecvResult);
        printf("Received data: %s\n", recvbuf);
    }
    else if (iRecvResult == 0)
    {
        printf("Connection closed by server.\n");
    }
    else
    {
        printf("recv failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
    }

    closesocket(ConnectSocket);
    WSACleanup();

    return 0;
}

上述代码实现了一个TCP Socket的客户端程序。该程序使用Winsock库创建了一个套接字并连接到服务器，然后发送一条消息给服务器，并等待服务器回复。最后关闭套接字并退出程序。

UDP Socket示例

1.UDP Socket 服务端代码示例：

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main()
{
    WSADATA wsaData;
    int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    if (iResult != 0)
    {
        printf("WSAStartup failed with error: %d\n", iResult);
        return 1;
    }

    SOCKET ListenSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
    if (ListenSocket == INVALID_SOCKET)
    {
        printf("socket failed with error: %ld\n", WSAGetLastError());
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    sockaddr_in service;
    service.sin_family = AF_INET;
    service.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    service.sin_port = htons(27015);

    if (bind(ListenSocket, (SOCKADDR*)&service, sizeof(service)) == SOCKET_ERROR)
    {
        printf("bind failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ListenSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    printf("Server is running and waiting to receive data...\n");

    char recvbuf[512];
    int iRecvResult;
    sockaddr_in clientAddr;
    int iAddrLen = sizeof(clientAddr);
    do 
    {
        iRecvResult = recvfrom(ListenSocket, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (SOCKADDR*)&clientAddr, &iAddrLen);
        if (iRecvResult > 0)
        {
            printf("Bytes received: %d\n", iRecvResult);
            printf("Received data: %s\n", recvbuf);

            sendto(ListenSocket, recvbuf, iRecvResult, 0, (SOCKADDR*)&clientAddr, sizeof(clientAddr));
        }
        else if (iRecvResult == 0)
        {
            printf("Connection closing...\n");
        }
        else
        {
            printf("recv failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
            closesocket(ListenSocket);
            WSACleanup();
            return 1;
        }

    } while (iRecvResult > 0);

    closesocket(ListenSocket);
    WSACleanup();

    return 0;
}

上述代码实现了一个UDP Socket的服务端程序。该程序使用Winsock库创建了一个监听套接字，端口号为27015，等待客户端发送数据。一旦有客户端发送数据，就会通过该套接字接收数据，并将接收到的数据原封不动地发送回去。

2.UDP Socket 客户端代码示例：

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main()
{
    WSADATA wsaData;
    int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    if (iResult != 0)
    {
        printf("WSAStartup failed with error: %d\n", iResult);
        return 1;
    }

    SOCKET ConnectSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
    if (ConnectSocket == INVALID_SOCKET)
    {
        printf("socket failed with error: %ld\n", WSAGetLastError());
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    sockaddr_in service;
    service.sin_family = AF_INET;
    //service.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &service.sin_addr.s_addr);
    service.sin_port = htons(27015);

    char sendbuf[512] = "Hello from client!";
    int iSendResult = sendto(ConnectSocket, sendbuf, (int)strlen(sendbuf), 0, (SOCKADDR*)&service, sizeof(service));
    if (iSendResult == SOCKET_ERROR)
    {
        printf("send failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
        closesocket(ConnectSocket);
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    printf("Bytes sent: %d\n", iSendResult);

    char recvbuf[512];
    int iRecvResult;
    int iAddrLen = sizeof(service);
    iRecvResult = recvfrom(ConnectSocket, recvbuf, sizeof(recvbuf), 0, (SOCKADDR*)&service, &iAddrLen);
    if (iRecvResult > 0)
    {
        printf("Bytes received: %d\n", iRecvResult);
        printf("Received data: %s\n", recvbuf);
    }
    else if (iRecvResult == 0)
    {
        printf("Connection closed by server.\n");
    }
    else
    {
        printf("recv failed with error: %d\n", WSAGetLastError());
    }

    closesocket(ConnectSocket);
    WSACleanup();

    return 0;
}

上述代码实现了一个UDP Socket的客户端程序。该程序使用Winsock库创建了一个套接字并将数据发送给服务器，然后等待服务器回复。最后关闭套接字并退出程序。

以上就是TCP Socket和UDP Socket的服务端和客户端示例程序。
这些程序可以作为网络编程的入门示例。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-818996.html

参考文档

TCP和UDP协议的区别以及原理
Windows 环境下的 Socket 编程 1 - 环境搭建和 Socket 相关函数
Windows Socket介绍
解决“‘inet_addr‘: Use inet_pton() or InetPton() instead “问题
C4996: ‘inet_addr‘: Use inet_pton() or InetPton() instead or define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS

到了这里，关于C++开发基础之网络编程WinSock库使用详解TCP/UDP Socket开发的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！