写在前面

在编程里，我们使用 Socket 来实现 TCP 或 UDP 的通信，Socket 是对它们的上层封装。虽然是不同的语言，但它们的 API 接口都遵循一致的逻辑。本篇主要是使用不同语言（C、Java 和 Dart），通过其 Socket API 来实现一个简单的 TCP 通信进行记录。

内容

API

这里主要罗列几种语言使用 Socket 时的几个基本 API，能够完成一个大致的流程。

C

在 C 语言的sys/socket.h头文件里定义了使用 Socket 的几个 API ，分别是：

int socket(int domain , int type , int protocol);
- 创建套接字
int bind(int sockfd , struct sockaddr *myaddr , socklen_t addrlen);
- 绑定 IP 地址和端口（服务端调用）
int listen(int sockfd , int backlog);
- 进入等待连接请求状态（服务端使用）
int accept(int sockfd , struct sockaddr *addr , socklen_t * addrlen);
- 受理客户端连接请求（服务端使用）
int connect(int sockfd , struct sockaddr *serv_addr , socklen_t addrlen);
- 客户端请求连接（客户端调用）
ssize_t write(int fd , const void * buf , size_t nbytes);
- 写数据
ssize_t read(int fd , void * buf , size_t nbytes);
- 读数据
int close(int fd);
- 关闭

不管是客户端还是服务端，C 语言里都是先使用 socket()进行创建。

Java

Java 里创建 Socket 的时候，客户端和服务端会使用不同的类，客户端使用的是 Socket类，服务端使用的是ServerSocket类

Socket

Socket()
- 创建套接字
public void connect(SocketAddress endpoint)
- 连接到服务端
public InputStream getInputStream()
- 获取输入流（服务端传来的）
public OutputStream getOutputStream()
- 获取输出流（用于传数据给服务端）
public synchronized void close()
- 关闭 Socket（同时会关闭其输入流和输出流）

ServerSocket

ServerSocket()
- 创建套接字
public void bind(SocketAddress endpoint)
- 绑定 IP 地址和端口
public Socket accept()
- 监听连接的到来，并获取到一个新的 Socket，这个 Socket 就是客户端的操作对象
public void close()
- 关闭 Socket

因为服务端通过accept()拿到了操作客户端的对象，所以输入输出也就对应Socket的 API。

Dart

待续

代码示例

C

服务端

echo_sever.c#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>#define BUF_SIZE 1024
void error_handling(char *message);int main(int argc, char const *argv[])
{int serv_sock;int clnt_sock;struct sockaddr_in serv_addr;struct sockaddr_in clnt_addr;socklen_t clnt_addr_size;int str_len, i;char message[]="hello world!";if(argc != 2){printf("Usage : %s <port>\n", argv[0]);exit(1);}serv_sock = socket(PF_INET , SOCK_STREAM , 0);if(serv_sock == -1){error_handling("socket() error");}memset(&serv_addr , 0 , sizeof(serv_addr));serv_addr.sin_family = AF_INET;serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[1]));if(bind(serv_sock , (struct sockaddr*) &serv_addr , sizeof(serv_addr)) == -1){error_handling("bind() error");}if(listen(serv_sock , 5) == -1){error_handling("listen() error");}clnt_addr_size = sizeof(clnt_addr);for (int i = 0; i < 5; i++){clnt_sock = accept(serv_sock , (struct sockaddr*)&clnt_addr , &clnt_addr_size);if(clnt_sock == -1){error_handling("accept() error");}else{printf("Connected client %d \n" , i+1);}while((str_len = read(clnt_sock , message , BUF_SIZE)) != 0){write(clnt_sock , message , str_len);}close(clnt_sock);}close(serv_sock);return 0;
}void error_handling(char *message){fputs(message , stderr);fputc('\n' , stderr);exit(1);
}

客户端

echo_client.c#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>#define BUF_SIZE 1024
void error_handling(char *message);int main(int argc, char const *argv[])
{int sock;struct sockaddr_in serv_addr;char message[30];int str_len;if(argc != 3){printf("Usage : %s <IP> <port>\n", argv[0]);exit(1);}sock = socket(PF_INET , SOCK_STREAM , 0);if(sock == -1){error_handling("socket() error");}memset(&serv_addr , 0 , sizeof(serv_addr));serv_addr.sin_family = AF_INET;serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);serv_addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));if(connect(sock , (struct sockaddr*)&serv_addr , sizeof(serv_addr)) == -1){error_handling("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;}write(sock , message , strlen(message));str_len = read(sock , message , BUF_SIZE-1);message[str_len] = 0;printf("Message from server : %s \n", message);}close(sock);return 0;
}void error_handling(char *message){fputs(message , stderr);fputc('\n' , stderr);exit(1);
}

Java

服务端

public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(2000);System.out.println("服务器准备就绪");System.out.println("服务端信息 : " + serverSocket.getInetAddress() + " P : " + serverSocket.getLocalPort());// 等待客户端连接for (; ; ) {// 得到客户端Socket clientSocket = serverSocket.accept();// 构建异步线程用于处理多个到来的客户端ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(clientSocket);clientHandler.start();}}// 定义一个线程类private static class ClientHandler extends Thread {private Socket socket;private boolean flag = true;public ClientHandler(Socket socket) {this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {super.run();System.out.println("新客户端连接 : " + socket.getInetAddress() + " P : " + socket.getPort());try {// 得到打印流，用于数据输出；服务器回送数据使用PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());// 得到输入流，用于接收数据BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));do {// 从客户端拿到数据String str = socketInput.readLine();if ("bye".equalsIgnoreCase(str)) {flag = false;// 回送 byesocketOutput.println("bye");} else {System.out.println(str);socketOutput.println("接收到的数据长度为 : " + str.length());}} while (flag);socketInput.close();socketOutput.close();} catch (Exception e) {System.out.println("连接异常断开");} finally {// 关闭连接try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("客户端已关闭 : " + socket.getInetAddress() + " P : " + socket.getPort());}}
}

客户端

public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket();socket.setSoTimeout(3000);socket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(), 2000), 3000);System.out.println("已发送服务器连接");System.out.println("客户端信息 : " + socket.getLocalAddress() + " P : " + socket.getLocalPort());System.out.println("服务端信息 : " + socket.getInetAddress() + " P : " + socket.getPort());try {todo(socket);} catch (Exception e) {System.out.println("异常关闭");}socket.close();socket.shutdownInput();System.out.println("客户端已退出");}private static void todo(Socket client) throws IOException {// 构建键盘输入流InputStream systemInputStream = System.in;BufferedReader inputReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(systemInputStream));// 得到 Socket 输入流，并转换为打印流OutputStream outputStream = client.getOutputStream();PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);// 获取 Socket 输入流，即服务端输入进来的InputStream inputStream = client.getInputStream();BufferedReader socketBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));// 轮询boolean flag = true;do {// 键盘读取一行String str = inputReader.readLine();// 发送到服务器socketPrintStream.println(str);// 从服务器读取一行String echo = socketBufferedReader.readLine();if ("bye".equalsIgnoreCase(echo)) {flag = false;} else {System.out.println(echo);}} while (flag);// 资源释放socketPrintStream.close();socketBufferedReader.close();}
}

Dart

待续

参考

《TCP/IP网络编程》

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网络编程 : 几种语言使用 Socket 实现 TCP

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C

Java

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ServerSocket

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C

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客户端

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