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Windows下VScode实现简单回声服务的方法

 更新时间：2021年08月13日 16:54:16   作者：star_function  
回声服务端可以将客户端传来的信息，再原封不动地发送给客户端，因而得名 epoch 服务。接下来通过本文给大家介绍Windows下VScode实现简单回声服务的方法，感兴趣的朋友一起看看吧

1. 相关知识

1.1 什么是回声服务

回声服务端可以将客户端传来的信息，再原封不动地发送给客户端，因而得名 epoch 服务。服务端 server 和 客户端 client 基于 TCP 进行通信。

1.2 服务端、客户端如何交互

下图给出了基于 TCP 的服务器端和客户端的交互过程。
首先服务端创建 socket 套接字，之后调用 bind 函数分配服务端 socket 地址，调用 listen 函数使服务端进入监听状态，同时维护一个半连接队列。服务端之后会调用 accept 函数，进入阻塞状态。accept 函数会从全连接的队列中取出一个连接进行处理。TCP 连接建立完成之后，服务端和客户端即可通过 send 和 recv 发送和接收数据。
注意：服务端调用 listen 函数进入等待连接状态后，客户端才能调用 connect 函数发起连接请求。

在这里插入图片描述

服务端和客户端交互就是一种通信过程，它们基于 TCP 实现 socket 通信。TCP 协议中有三次握手、四次挥手的协议内容，如下图所示。

在这里插入图片描述

服务端和客户端通过三次握手建立连接，四次挥手断开连接。
具体到socket编程实现，则是通过 listen 和 connect 函数实现 TCP 连接的建立，通过 close 函数关闭 socket 套接字，实现TCP连接的断开。

2. socket 编程

下面分别介绍客户端和服务端的常用函数和具体实现过程。

2.1 服务端

服务端的实现过程如下图所示。

在这里插入图片描述

下面给出实现基于TCP的服务端的常用函数。

1.首先需要对 Winsock 套接字库进行初始化，调用 WSAStartup 函数。
下面给出 WSAStartup 函数调用的基本格式，一般只需调用即可，无需了解参数含义。

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

成功时返回 0 ，失败返回非零的错误代码值。

2.创建 socket 套接字

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

成功时返回套接字句柄，失败返回 INVALID_SOCKET。

3.调用 bind 函数，为套接字分配 IP 地址和端口号

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

成功时返回 0，失败返回 SOCKET_ERROR。

4.调用 listen 函数，监听客户端连接

int listen(SOCKET s, int backlog);

成功时返回 0 ，失败返回 SOCKET_ERROR 。

5.调用 accept 函数，允许客户端连接

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

成功时返回套接字句柄，失败返回 INVALID_SOCKET 。

6.调用 send 函数， 给连接的客户端发送数据

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

成功时返回传输字节数，失败返回 SOCKET_ERROR 。

7.调用 recv 函数，接收连接的客户端发来的数据

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

成功时返回接收字节数，失败返回 SOCKET_ERROR 。

8.调用 close 函数，关闭套接字。

int closesocket(SOCKET s);

成功时返回 0 ，失败时返回 SOCKET_ERROR 。

9.注销 Winsock 相关库

int WSACleanup(void);

成功时返回 0 ，失败时返回 SOCKET_ERROR 。

2.2 客户端

客户端的实现过程如下图所示。

在这里插入图片描述

下面给出实现基于TCP的客户端的常用函数。

1.创建 socket 套接字

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

成功时返回套接字句柄，失败返回 INVALID_SOCKET。

2.调用connect函数，发起连接请求

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

成功时返回 0，失败返回 SOCKET_ERROR。

3.调用 send 函数， 给连接的服务端发送数据

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

成功时返回传输字节数，失败返回 SOCKET_ERROR 。

4.调用 recv 函数，接收连接的服务端发来的数据

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

成功时返回接收字节数，失败返回 SOCKET_ERROR 。

5.调用 close 函数，断开连接。

int closesocket(SOCKET s);

成功时返回 0 ，失败时返回 SOCKET_ERROR 。

3. demo展示

3.1 服务端源代码

回声服务端的C++代码

#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：运行服务端代码时，须加入命令行参数（端口号）。如代码所示， IP 地址已经绑定 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) 启动",
      "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": "为 gdb 启用整齐打印",
          "text": "-enable-pretty-printing",
          "ignoreFailures": true
        }
      ]
    }
  ]
}

3.2 客户端源代码

回声客户端的C++代码

#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);
}

同样，客户端也需要加入命令行参数 127.0.0.1 9190运行。可以通过修改配置文件生成客户端。
也可以通过cmd或者终端生成客户端。cmd 方式如下：
首先通过 g++ 编译器对 client.cpp 文件进行编译生成 .exe 文件。
之后在终端中，输入 client.exe 127.0.0.1 9190 即可创建客户端。

3.3 运行结果

服务端可以服务 5 个客户端，即 accept 队列长度为 5。
客户端的运行结果如下，前5个客户端均与服务端连接成功，可以收到“回声”。第6次连接时，由于服务端断开连接，所以产生连接错误。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

服务端的运行结果如下图所示。服务端可以连接5个客户端，之后服务端将断开连接。并显示 “game over”。

在这里插入图片描述

参考链接

深入理解TCP协议与UDP协议的原理及区别

VScode官方文档

到此这篇关于Windows下VScode实现简单回声服务的文章就介绍到这了,更多相关VScode回声服务内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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