VScode回声服务 Windows下VScode实现简单回声服务的方法
star_function 人气:01. 相关知识
1.1 什么是回声服务
回声服务端可以将客户端传来的信息，再原封不动地发送给客户端，因而得名 epoch 服务。服务端 server 和 客户端 client 基于 TCP 进行通信。
1.2 服务端、客户端如何交互
下图给出了基于 TCP 的服务器端和客户端的交互过程。
首先服务端创建 socket 套接字，之后调用 bind 函数分配服务端 socket 地址，调用 listen 函数使服务端进入监听状态，同时维护一个半连接队列。服务端之后会调用 accept 函数，进入阻塞状态。accept 函数会从全连接的队列中取出一个连接进行处理。TCP 连接建立完成之后，服务端和客户端即可通过 send 和 recv 发送和接收数据。
注意：服务端调用 listen 函数进入等待连接状态后，客户端才能调用 connect 函数发起连接请求。
服务端和客户端交互就是一种通信过程，它们基于 TCP 实现 socket 通信。TCP 协议中有三次握手、四次挥手的协议内容，如下图所示。
服务端和客户端通过三次握手建立连接，四次挥手断开连接。
具体到socket编程实现，则是通过 listen 和 connect 函数实现 TCP 连接的建立，通过 close 函数关闭 socket 套接字，实现TCP连接的断开。
2. socket 编程
下面分别介绍客户端和服务端的常用函数和具体实现过程。
2.1 服务端
服务端的实现过程如下图所示。
下面给出实现基于TCP的服务端的常用函数。
1.首先需要对 Winsock 套接字库进行初始化，调用 WSAStartup 函数。
下面给出 WSAStartup 函数调用的基本格式，一般只需调用即可，无需了解参数含义。
#include <winsock2.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
WSADATA wsaData;
if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData)!=0)
ErrorHandling("WSAStartup() error!");
return 0;
}
成功时返回 0 ，失败返回非零的错误代码值。
2.创建 socket 套接字
SOCKET socket(int af, int type, int protocol);
成功时返回套接字句柄，失败返回 INVALID_SOCKET。
3.调用 bind 函数，为套接字分配 IP 地址和端口号
int bind(SOCKET s, const struct sockaddr * name, int namelen);
成功时返回 0，失败返回 SOCKET_ERROR。
4.调用 listen 函数，监听客户端连接
int listen(SOCKET s, int backlog);
成功时返回 0 ，失败返回 SOCKET_ERROR 。
5.调用 accept 函数，允许客户端连接
SOCKET accept(SOCKET s, struct sockaddr * addr, int * addrlen);
成功时返回套接字句柄，失败返回 INVALID_SOCKET 。
6.调用 send 函数， 给连接的客户端发送数据
int send(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags):
成功时返回传输字节数，失败返回 SOCKET_ERROR 。
7.调用 recv 函数，接收连接的客户端发来的数据
int recv(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags);
成功时返回接收字节数，失败返回 SOCKET_ERROR 。
8.调用 close 函数，关闭套接字。
int closesocket(SOCKET s);
成功时返回 0 ，失败时返回 SOCKET_ERROR 。
9.注销 Winsock 相关库
int WSACleanup(void);
成功时返回 0 ，失败时返回 SOCKET_ERROR 。
2.2 客户端
客户端的实现过程如下图所示。
下面给出实现基于TCP的客户端的常用函数。
1.创建 socket 套接字
SOCKET socket(int af, int type, int protocol);
成功时返回套接字句柄，失败返回 INVALID_SOCKET。
2.调用connect函数，发起连接请求
int connect(SOCKET s, const struct sockaddr * name, int namelen);
成功时返回 0，失败返回 SOCKET_ERROR。
3.调用 send 函数， 给连接的服务端发送数据
int send(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags):
成功时返回传输字节数，失败返回 SOCKET_ERROR 。
4.调用 recv 函数，接收连接的服务端发来的数据
int recv(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags);
成功时返回接收字节数，失败返回 SOCKET_ERROR 。
5.调用 close 函数，断开连接。
int closesocket(SOCKET s);
成功时返回 0 ，失败时返回 SOCKET_ERROR 。
3. demo展示
3.1 服务端源代码
回声服务端的C++代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#define BUF_SIZE 1024
void ErrorHandling(char *message);
int main(int argc, char *argv[])
{
WSADATA wsaData;
SOCKET hServSock, hClntSock;
char message[BUF_SIZE];
int strLen, i;
SOCKADDR_IN servAdr, clntAdr;
int clntAdrSize;
if (argc != 2)
{
printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
ErrorHandling("WSAStartup() error!");
hServSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (hServSock == INVALID_SOCKET)
ErrorHandling("socket() error");
memset(&servAdr, 0, sizeof(servAdr));
servAdr.sin_family = AF_INET;
/*servAdr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);*/
servAdr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
servAdr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
if (bind(hServSock, (SOCKADDR *)&servAdr, sizeof(servAdr)) == SOCKET_ERROR)
ErrorHandling("bind() error");
if (listen(hServSock, 5) == SOCKET_ERROR)
ErrorHandling("listen() error");
clntAdrSize = sizeof(clntAdr);
for (i = 0; i < 5; i++)
{
hClntSock = accept(hServSock, (SOCKADDR *)&clntAdr, &clntAdrSize);
if (hClntSock == -1)
ErrorHandling("accept() error");
else
printf("Connected client %d \n", i + 1);
while ((strLen = recv(hClntSock, message, BUF_SIZE, 0)) != 0)
send(hClntSock, message, strLen, 0);
closesocket(hClntSock);
}
closesocket(hServSock);
printf("game over");
WSACleanup();
return 0;
}
void ErrorHandling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
注意：运行服务端代码时，须加入命令行参数（端口号）。如代码所示， IP 地址已经绑定 127.0.0.1。配置 tasks.json 如下所示。
{
"version": "2.0.0",
"tasks": [
{
"type": "shell",
"label": "C/C++: g++.exe build active file",
"command": "E:\\mingw64\\bin\\g++.exe",
"args": [
"-g",
"${file}",
"-lws2_32",
"-o",
"${fileDirname}\\${fileBasenameNoExtension}.exe"
],
"options": {
"cwd": "${workspaceFolder}"
},
"problemMatcher": ["$gcc"],
"group": {
"kind": "build",
"isDefault": true
}
}
]
}
配置信息 launch.json 如下 。
{
// Use IntelliSense to learn about possible attributes.
// Hover to view descriptions of existing attributes.
// For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
"version": "0.2.0",
"configurations": [
{
"name": "(gdb) 启动",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"program": "${fileDirname}/${fileBasenameNoExtension}.exe",
"args": ["9190"],
"stopAtEntry": false,
"cwd": "${workspaceFolder}",
"environment": [],
"externalConsole": false,
"MIMode": "gdb",
"miDebuggerPath": "E:\\mingw64\\bin\\gdb.exe",
"setupCommands": [
{
"description": "为 gdb 启用整齐打印",
"text": "-enable-pretty-printing",
"ignoreFailures": true
}
]
}
]
}
3.2 客户端源代码
回声客户端的C++代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <winsock2.h>
#define BUF_SIZE 1024
void ErrorHandling(char *message);
int main(int argc, char *argv[])
{
WSADATA wsaData;
SOCKET hSocket;
char message[BUF_SIZE];
int strLen;
SOCKADDR_IN servAdr;
if (argc != 3)
{
printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);
exit(1);
}
if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData) != 0)
ErrorHandling("WSAStartup() error!");
hSocket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (hSocket == INVALID_SOCKET)
ErrorHandling("socket() error");
printf("%s\n", argv[0]);
printf("%s\n", argv[1]);
printf("%s\n", argv[2]);
memset(&servAdr, 0, sizeof(servAdr));
servAdr.sin_family = AF_INET;
servAdr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
servAdr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
if (connect(hSocket, (SOCKADDR *)&servAdr, sizeof(servAdr)) == SOCKET_ERROR)
ErrorHandling("connect() error!");
else
puts("Connected...........");
while (1)
{
fputs("Input message(Q to quit): ", stdout);
fgets(message, BUF_SIZE, stdin);
if (!strcmp(message, "q\n") || !strcmp(message, "Q\n"))
break;
send(hSocket, message, strlen(message), 0);
strLen = recv(hSocket, message, BUF_SIZE - 1, 0);
printf("Message from server: %s", message);
}
closesocket(hSocket);
WSACleanup();
return 0;
}
void ErrorHandling(char *message)
{
fputs(message, stderr);
fputc('\n', stderr);
exit(1);
}
同样，客户端也需要加入命令行参数 127.0.0.1 9190运行。可以通过修改配置文件生成客户端。
也可以通过cmd或者终端生成客户端。cmd 方式如下：
首先通过 g++ 编译器对 client.cpp 文件进行编译生成 .exe 文件。
之后在终端中，输入 client.exe 127.0.0.1 9190 即可创建客户端。
3.3 运行结果
服务端可以服务 5 个客户端，即 accept 队列长度为 5。
客户端的运行结果如下，前5个客户端均与服务端连接成功，可以收到“回声”。第6次连接时，由于服务端断开连接，所以产生连接错误。
服务端的运行结果如下图所示。服务端可以连接5个客户端，之后服务端将断开连接。并显示 “game over”。
参考链接
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