C语言Socket编程详解：从基础到进阶应用169

C语言凭借其高效性和底层控制能力，成为网络编程的首选语言之一。Socket编程是网络编程的核心，本文将深入探讨C语言中的Socket函数，涵盖基础知识、常用函数、错误处理以及一些进阶应用，帮助读者掌握C语言Socket编程的精髓。

一、 Socket编程基础

Socket，又称套接字，是网络通信中两个进程之间进行通信的端点。它类似于电话系统中的电话机，进程通过Socket进行数据收发。在C语言中，Socket编程主要依赖于`socket()`、`bind()`、`listen()`、`accept()`、`connect()`、`send()`、`recv()`等函数。

1. `socket()`函数：创建Socket

int socket(int domain, int type, int protocol);

该函数用于创建Socket。参数含义如下：
domain：指定通信协议族，例如AF_INET (IPv4) 或 AF_INET6 (IPv6)。
type：指定Socket类型，例如SOCK_STREAM (TCP) 或 SOCK_DGRAM (UDP)。
protocol：指定具体的协议，通常设置为0，让系统选择默认协议。

成功创建Socket返回一个非负整数（Socket描述符），失败返回-1。

2. `bind()`函数：绑定地址和端口

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

该函数将Socket绑定到指定的IP地址和端口号。sockfd是Socket描述符，addr指向一个sockaddr结构体，包含IP地址和端口号信息，addrlen是addr结构体的长度。

3. `listen()`函数：监听连接请求 (TCP)

int listen(int sockfd, int backlog);

该函数用于监听来自客户端的连接请求，只适用于TCP Socket。sockfd是Socket描述符，backlog指定最大连接请求队列长度。

4. `accept()`函数：接受连接请求 (TCP)

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

该函数用于接受来自客户端的连接请求，返回一个新的Socket描述符，用于与客户端通信。sockfd是监听Socket描述符，addr用于存储客户端地址信息，addrlen是addr结构体的长度。

5. `connect()`函数：建立连接 (TCP)

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

该函数用于建立与服务器的连接，只适用于TCP Socket。sockfd是客户端Socket描述符，addr指向服务器地址信息，addrlen是addr结构体的长度。

6. `send()`函数：发送数据

ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);

该函数用于发送数据。sockfd是Socket描述符，buf指向要发送的数据缓冲区，len是数据长度，flags是标志位。

7. `recv()`函数：接收数据

ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

该函数用于接收数据。sockfd是Socket描述符，buf指向接收数据的缓冲区，len是缓冲区长度，flags是标志位。

二、错误处理

Socket编程中，错误处理至关重要。可以使用`perror()`函数打印错误信息，或使用`errno`全局变量获取错误码。建议在每个Socket函数调用后检查返回值，确保操作成功。

三、进阶应用

除了基本的Socket函数，还可以结合其他技术实现更复杂的网络应用，例如：
多线程/多进程编程：处理多个客户端连接。
非阻塞Socket：提高程序效率。
select/poll/epoll：实现I/O多路复用。
HTTP协议：开发Web服务器或客户端。

四、一个简单的TCP服务器示例

以下是一个简单的TCP服务器示例，演示了如何使用C语言进行Socket编程：```c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int main() {
int sockfd, newsockfd, portno;
socklen_t clilen;
char buffer[256];
struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;
int n;
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd < 0) {
perror("ERROR opening socket");
exit(1);
}
bzero((char *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
portno = 5000;
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
serv_addr.sin_port = htons(portno);
if (bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
perror("ERROR on binding");
exit(1);
}
listen(sockfd, 5);
clilen = sizeof(cli_addr);
newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *) &cli_addr, &clilen);
if (newsockfd < 0) {
perror("ERROR on accept");
exit(1);
}
bzero(buffer, 256);
n = recv(newsockfd, buffer, 255, 0);
if (n < 0) {
perror("ERROR reading from socket");
exit(1);
}
printf("Here is the message: %s", buffer);
n = send(newsockfd, "Hello from server!", 17, 0);
if (n < 0) {
perror("ERROR writing to socket");
exit(1);
}
close(newsockfd);
close(sockfd);
return 0;
}
```