C++于Linux如何实现网络通信 - 问答

在Linux环境下，使用C++进行网络通信通常涉及以下几种方式：

套接字编程（Socket Programming）：
- 流式套接字（Stream Sockets）：基于TCP协议，提供可靠的、面向连接的通信服务。
- 数据报套接字（Datagram Sockets）：基于UDP协议，提供不可靠的、无连接的通信服务。
高级网络库：
- Boost.Asio：一个跨平台的C++库，用于网络和低级I/O编程，支持同步和异步操作。
- libevent：一个事件通知库，可以用来实现高性能的网络服务器和客户端。
- libuv：一个支持异步I/O的库，它是Node.js的基础库之一，也可以在C++项目中使用。
系统调用：
- 直接使用Linux提供的系统调用，如socket(), bind(), listen(), accept(), connect(), send(), recv()等。

下面是一个简单的TCP服务器和客户端的示例，使用套接字编程实现：

TCP服务器示例：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建socket文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 设置socket选项
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 绑定socket到指定端口
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 监听连接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接受连接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 读取数据
    read(new_socket, buffer, 1024);
    std::cout << "Message received: " << buffer << std::endl;

    // 发送响应
    send(new_socket, "Hello from server", 18, 0);
    std::cout << "Response sent" << std::endl;

    // 关闭套接字
    close(new_socket);
    close(server_fd);

    return 0;
}

TCP客户端示例：

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char *hello = "Hello from client";
    char buffer[1024] = {0};

    // 创建socket文件描述符
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        std::cout << "
 Socket creation error 
";
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);

    // 将IPv4地址从文本转换为二进制形式
    if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        std::cout << "
Invalid address/ Address not supported 
";
        return -1;
    }

    // 连接到服务器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        std::cout << "
Connection Failed 
";
        return -1;
    }

    // 发送数据
    send(sock, hello, strlen(hello), 0);
    std::cout << "Hello message sent
";

    // 读取响应
    read(sock, buffer, 1024);
    std::cout << "Message received: " << buffer << std::endl;

    // 关闭套接字
    close(sock);

    return 0;
}

在这个例子中，服务器监听8080端口，客户端连接到服务器并发送一条消息，服务器接收消息后发送一个响应。

要编译这些程序，你可以使用g++：

g++ -o server server.cpp
g++ -o client client.cpp

然后分别运行服务器和客户端：

./server
./client

请注意，这些代码示例仅用于演示目的，实际应用中需要更多的错误检查和资源管理。

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