Windows下VScode實現(xiàn)簡單回聲服務(wù)的方法

更新時間：2021年08月13日 16:54:16 作者：star_function

回聲服務(wù)端可以將客戶端傳來的信息，再原封不動地發(fā)送給客戶端，因而得名 epoch 服務(wù)。接下來通過本文給大家介紹Windows下VScode實現(xiàn)簡單回聲服務(wù)的方法，感興趣的朋友一起看看吧

1. 相關(guān)知識

1.1 什么是回聲服務(wù)

回聲服務(wù)端可以將客戶端傳來的信息，再原封不動地發(fā)送給客戶端，因而得名 epoch 服務(wù)。服務(wù)端 server 和客戶端 client 基于 TCP 進(jìn)行通信。

1.2 服務(wù)端、客戶端如何交互

下圖給出了基于 TCP 的服務(wù)器端和客戶端的交互過程。
首先服務(wù)端創(chuàng)建 socket 套接字，之后調(diào)用 bind 函數(shù)分配服務(wù)端 socket 地址，調(diào)用 listen 函數(shù)使服務(wù)端進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，同時維護(hù)一個半連接隊列。服務(wù)端之后會調(diào)用 accept 函數(shù)，進(jìn)入阻塞狀態(tài)。accept 函數(shù)會從全連接的隊列中取出一個連接進(jìn)行處理。TCP 連接建立完成之后，服務(wù)端和客戶端即可通過 send 和 recv 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
注意：服務(wù)端調(diào)用 listen 函數(shù)進(jìn)入等待連接狀態(tài)后，客戶端才能調(diào)用 connect 函數(shù)發(fā)起連接請求。

在這里插入圖片描述

服務(wù)端和客戶端交互就是一種通信過程，它們基于 TCP 實現(xiàn) socket 通信。TCP 協(xié)議中有三次握手、四次揮手的協(xié)議內(nèi)容，如下圖所示。

在這里插入圖片描述

服務(wù)端和客戶端通過三次握手建立連接，四次揮手?jǐn)嚅_連接。
具體到socket編程實現(xiàn)，則是通過 listen 和 connect 函數(shù)實現(xiàn) TCP 連接的建立，通過 close 函數(shù)關(guān)閉 socket 套接字，實現(xiàn)TCP連接的斷開。

2. socket 編程

下面分別介紹客戶端和服務(wù)端的常用函數(shù)和具體實現(xiàn)過程。

2.1 服務(wù)端

服務(wù)端的實現(xiàn)過程如下圖所示。

在這里插入圖片描述

下面給出實現(xiàn)基于TCP的服務(wù)端的常用函數(shù)。

1.首先需要對 Winsock 套接字庫進(jìn)行初始化，調(diào)用 WSAStartup 函數(shù)。
下面給出 WSAStartup 函數(shù)調(diào)用的基本格式，一般只需調(diào)用即可，無需了解參數(shù)含義。

#include <winsock2.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
	WSADATA wsaData;
	if(WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData)!=0)
	ErrorHandling("WSAStartup() error!"); 
	return 0;
}

成功時返回 0 ，失敗返回非零的錯誤代碼值。

2.創(chuàng)建 socket 套接字

SOCKET socket(int af, int type, int protocol);

成功時返回套接字句柄，失敗返回 INVALID_SOCKET。

3.調(diào)用 bind 函數(shù)，為套接字分配 IP 地址和端口號

int bind(SOCKET s, const struct sockaddr * name, int namelen);

成功時返回 0，失敗返回 SOCKET_ERROR。

4.調(diào)用 listen 函數(shù)，監(jiān)聽客戶端連接

int listen(SOCKET s, int backlog);

成功時返回 0 ，失敗返回 SOCKET_ERROR 。

5.調(diào)用 accept 函數(shù)，允許客戶端連接

SOCKET accept(SOCKET s, struct sockaddr * addr, int * addrlen);

成功時返回套接字句柄，失敗返回 INVALID_SOCKET 。

6.調(diào)用 send 函數(shù)，給連接的客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)

int send(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags):

成功時返回傳輸字節(jié)數(shù)，失敗返回 SOCKET_ERROR 。

7.調(diào)用 recv 函數(shù)，接收連接的客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)

int recv(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags);

成功時返回接收字節(jié)數(shù)，失敗返回 SOCKET_ERROR 。

8.調(diào)用 close 函數(shù)，關(guān)閉套接字。

int closesocket(SOCKET s);

成功時返回 0 ，失敗時返回 SOCKET_ERROR 。

9.注銷 Winsock 相關(guān)庫

int WSACleanup(void);

成功時返回 0 ，失敗時返回 SOCKET_ERROR 。

2.2 客戶端

客戶端的實現(xiàn)過程如下圖所示。

在這里插入圖片描述

下面給出實現(xiàn)基于TCP的客戶端的常用函數(shù)。

1.創(chuàng)建 socket 套接字

SOCKET socket(int af, int type, int protocol);

成功時返回套接字句柄，失敗返回 INVALID_SOCKET。

2.調(diào)用connect函數(shù)，發(fā)起連接請求

int connect(SOCKET s, const struct sockaddr * name, int namelen);

成功時返回 0，失敗返回 SOCKET_ERROR。

3.調(diào)用 send 函數(shù)，給連接的服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)

int send(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags):

成功時返回傳輸字節(jié)數(shù)，失敗返回 SOCKET_ERROR 。

4.調(diào)用 recv 函數(shù)，接收連接的服務(wù)端發(fā)來的數(shù)據(jù)

int recv(SOCKET s, const char * buf, int len, int flags);

成功時返回接收字節(jié)數(shù)，失敗返回 SOCKET_ERROR 。

5.調(diào)用 close 函數(shù)，斷開連接。

int closesocket(SOCKET s);

成功時返回 0 ，失敗時返回 SOCKET_ERROR 。

3. demo展示

3.1 服務(wù)端源代碼

回聲服務(wù)端的C++代碼

#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：運行服務(wù)端代碼時，須加入命令行參數(shù)（端口號）。如代碼所示， IP 地址已經(jīng)綁定 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) 啟動",
      "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": "為 gdb 啟用整齊打印",
          "text": "-enable-pretty-printing",
          "ignoreFailures": true
        }
      ]
    }
  ]
}

3.2 客戶端源代碼

回聲客戶端的C++代碼

#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);
}

同樣，客戶端也需要加入命令行參數(shù) 127.0.0.1 9190運行?？梢酝ㄟ^修改配置文件生成客戶端。
也可以通過cmd或者終端生成客戶端。cmd 方式如下：
首先通過 g++ 編譯器對 client.cpp 文件進(jìn)行編譯生成 .exe 文件。
之后在終端中，輸入 client.exe 127.0.0.1 9190 即可創(chuàng)建客戶端。