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C++如何实现网络通信?(socket编程入门)

尼克

尼克

发布时间:2026-02-26 09:43:03

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来源于php中文网

原创

socket() 仅创建文件描述符,需服务端调用 bind()+listen()+accept()、客户端调用 connect() 才能通信;send()/recv() 不保证一次完成,须循环处理并检查返回值。

c++如何实现网络通信?(socket编程入门)

怎么用 socket() 创建一个能通的连接

直接调用 socket() 不等于就能发数据——它只分配了一个文件描述符,还没绑定地址、没指定对方、也没建立连接。常见错误是跳过 bind()(服务端必须)或 connect()(客户端必须),结果 send() 时返回 -1errnoEDESTADDRREQENOTCONN

典型流程分两路:

  • 服务端:socket()bind()(填 sockaddr_insin_addr.s_addr = INADDR_ANY)→ listen()accept()
  • 客户端:socket()connect()(目标 IP + 端口必须有效,DNS 未解析会卡在 connect() 超时)

注意:IPv4 和 IPv6 的 struct sockaddr_in / struct sockaddr_in6 字段名和大小不同,混用会导致 bind() 失败且 errno = EINVAL

send()recv() 为什么总收不全或卡住

这两个函数不保证一次传完或收完——它们只按当前 TCP 缓冲区状态尽力操作。常见现象:发 1024 字节,send() 返回 321;收 1024 字节,recv() 只返回 128,然后阻塞住。这不是 bug,是 TCP 流式特性的正常表现。

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解决办法不是重写协议,而是补全逻辑:

  • 发送方:检查返回值,小于预期就循环调用 send(),直到发完(注意 send() 可能返回 0,表示对端关闭连接)
  • 接收方:不能假设一次 recv() 拿到完整消息,得自己拼包。比如用“长度前缀”:先读 4 字节整数得到 body 长度,再循环 recv() 直到凑够
  • 别忽略 MSG_WAITALL 标志——它只对 recv() 有效,且在非阻塞 socket 下会被忽略

示例片段:

int total = 0, n;<br>while (total < len) {<br>  n = send(sockfd, buf + total, len - total, 0);<br>  if (n <= 0) break;<br>  total += n;<br>}

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select() / poll() 怎么避免 CPU 空转或漏事件

select() 监听多个 socket 时,最常踩的坑是没重置 fd_set。系统调用会修改它,下一轮必须用 FD_ZERO() + FD_SET() 重建,否则漏 fd 或崩溃。

poll() 稍好些,但要注意 struct pollfdrevents 字段是输出值,每次循环前不用清零,但得检查它是否含 POLLIN / POLLOUT / POLLHUP,而不是只看 events

  • select() 最大监听数受限于 FD_SETSIZE(通常是 1024),超了要换 epollkqueue
  • poll() 没硬上限,但数组长度大了性能下降明显,1000+ fd 建议上 epoll
  • 无论哪种,都要处理 EBADF(fd 已关闭)和 EINTR(被信号中断),否则循环会崩

close() 后还能不能立刻重用端口

不能,默认情况下 close() 后端口进入 TIME_WAIT 状态(持续 2MSL,通常 60 秒),防止旧包干扰新连接。如果频繁启停服务,会遇到 bind(): Address already in use

SO_REUSEADDR 可绕过:

  • 服务端:在 bind() 前设 setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &on, sizeof(on))
  • 客户端一般不需要,因为内核自动选临时端口
  • 注意:SO_REUSEADDR 不等于 SO_LINGER,后者控制 close() 是否等待 FIN-ACK 完成,误设可能拖慢关闭速度

这个选项在 Windows 和 Linux 行为一致,但 macOS 上对 TIME_WAIT 的处理更激进,有时不设也能复用——别依赖这点。

网络编程里最麻烦的从来不是写第一行 socket(),而是处理所有“本不该发生但偏偏发生了”的情况:连接突然断、缓冲区满、信号打断、字节序错、超时没设、错误码没判。这些地方不填平,程序上线后就会在凌晨三点给你打电话。

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