Socket编程是C++网络通信的基础，通过创建套接字、绑定地址、监听连接（服务器）、发起连接（客户端）、收发数据和关闭资源等步骤实现。示例展示了Linux下TCP回声服务器与客户端的完整流程：服务器调用socket()、bind()、listen()、accept()接收连接，用read()/send()交换数据；客户端通过socket()、connect()连接服务器并通信。代码使用POSIX API，需包含<sys/socket.h>等头文件，编译后先运行服务器再启动客户端。Windows平台需初始化Winsock库（WSAStartup），并链接ws2_32.lib。常见问题包括端口占用、返回值未检查等，建议选择空闲端口并确保服务器先行启动。掌握基础后可进阶学习非阻塞I/O与多路复用机制。
在C++中进行网络编程，最基础也是最核心的技术就是使用Socket（套接字）。Socket提供了一种进程间通信的方式，特别适用于跨网络的设备间数据传输。通过它，我们可以实现客户端与服务器之间的连接、发送和接收数据。下面是一个清晰的入门指南，帮助你快速掌握C++中基于Socket的网络编程。
什么是Socket？
Socket是网络通信的端点，可以理解为一个通信链路的“插口”。它允许不同主机上的程序通过TCP/IP协议进行数据交换。在C++中，我们通常借助操作系统提供的Socket API来实现网络功能，主要在Windows和Linux平台上有不同的接口封装。
基本流程：服务器与客户端通信步骤
无论是写服务器还是客户端，Socket编程都遵循一定的流程。以下是典型的步骤：
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- 创建Socket：调用socket()函数创建一个套接字描述符。
- 绑定地址信息（仅服务器）：使用bind()将Socket与IP地址和端口关联。
- 监听连接（仅服务器）：调用listen()开始监听客户端请求。
- 接受连接（仅服务器）：accept()用于接收客户端的连接请求。
- 发起连接（仅客户端）：客户端使用connect()连接到服务器。
- 数据收发：使用send()和recv()或write()和read()发送和接收数据。
- 关闭Socket：通信结束后关闭连接，释放资源。
代码示例：简单的TCP服务器与客户端
以下是一个基于Linux环境下的简单TCP回声服务器和客户端示例，使用标准的POSIX Socket API。
TCP服务器代码（server.cpp）：
#include <iostream> #include <cstring> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <unistd.h> <p>int main() { int server_fd, new_socket; struct sockaddr_in address; int addrlen = sizeof(address); char buffer[1024] = {0}; const char *hello = "Hello from server";</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 创建Socket if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) { perror("socket failed"); exit(EXIT_FAILURE); } address.sin_family = AF_INET; address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; address.sin_port = htons(8080); // 绑定 if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) { perror("bind failed"); close(server_fd); exit(EXIT_FAILURE); } // 监听 if (listen(server_fd, 3) < 0) { perror("listen"); close(server_fd); exit(EXIT_FAILURE); } std::cout << "Server listening on port 8080...n"; // 接受连接 if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) { perror("accept"); close(server_fd); exit(EXIT_FAILURE); } // 读取数据 read(new_socket, buffer, 1024); std::cout << "Client: " << buffer << 'n'; // 发送响应 send(new_socket, hello, strlen(hello), 0); std::cout << "Response sentn"; close(new_socket); close(server_fd); return 0;
}
TCP客户端代码（client.cpp）：
#include <iostream> #include <cstring> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <unistd.h> <p>int main() { int sock = 0; struct sockaddr_in serv_addr; const char *hello = "Hello from client"; char buffer[1024] = {0};</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { std::cerr << "Socket creation errorn"; return -1; } serv_addr.sin_family = AF_INET; serv_addr.sin_port = htons(8080); // 将IP地址从文本转换为二进制 if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) { std::cerr << "Invalid address / Address not supportedn"; return -1; } // 连接服务器 if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) { std::cerr << "Connection Failedn"; return -1; } send(sock, hello, strlen(hello), 0); std::cout << "Message sent to servern"; read(sock, buffer, 1024); std::cout << "Server response: " << buffer << 'n'; close(sock); return 0;
}
编译与运行（Linux）：
g++ server.cpp -o server g++ client.cpp -o client <h1>终端1启动服务器</h1><p>./server</p><h1>终端2运行客户端</h1><p>./client</p>
Windows平台注意事项
如果你在Windows上开发，需要使用Winsock库。关键区别包括：
- 包含头文件：#include <winsock2.h>
- 链接库：#pragma comment(lib, “ws2_32.lib”)
- 必须先调用WSAStartup()初始化环境，结束时调用WSACleanup()
例如初始化代码片段：
WSADATA wsaData; if (WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData) != 0) { std::cerr << "WSAStartup failedn"; return 1; } // ... 使用socket WSACleanup();
常见问题与建议
初学者常遇到的问题包括端口被占用、防火墙限制、忘记检查系统调用返回值等。建议：
- 每次调用socket、bind、connect等函数后检查返回值。
- 选择未被使用的端口号（如8080、9999）避免冲突。
- 确保服务器先运行并处于监听状态。
- 注意大小端和字节序问题（虽然通常由inet_pton等函数处理）。
基本上就这些。掌握这些基础内容后，你可以进一步学习非阻塞I/O、select/poll/epoll、多线程服务器模型等高级主题。Socket编程虽底层，但它是理解现代网络通信的基石。
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