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Linux 的 TCP 网络编程常用API

news 2025/8/25 9:25:19

在 Linux 的 TCP 网络编程中，常用的 API 主要涉及套接字（Socket）的创建、绑定、监听、连接、数据传输和关闭等操作。以下是这些关键 API 的详细解释和示例：

1. `socket()` - 创建套接字

#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);

功能：创建一个新的套接字。
参数：
- domain：协议族，如 AF_INET（IPv4）、AF_INET6（IPv6）。
- type：套接字类型，如 SOCK_STREAM（TCP）、SOCK_DGRAM（UDP）。
- protocol：协议类型，通常设为 0（自动选择）。
返回值：成功返回套接字文件描述符，失败返回 -1。
示例：

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd == -1) {perror("socket creation failed");exit(EXIT_FAILURE);
}

2. `bind()` - 绑定地址和端口

#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

功能：将套接字绑定到特定的 IP 地址和端口（通常用于服务器）。
参数：
- sockfd：socket() 返回的套接字描述符。
- addr：指向 struct sockaddr 的指针，包含 IP 和端口信息。
- addrlen：地址结构的长度。
返回值：成功返回 0，失败返回 -1。
示例：

struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 绑定到所有本地接口
server_addr.sin_port = htons(8080);       // 端口号if (bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {perror("bind failed");exit(EXIT_FAILURE);
}

3. `listen()` - 开始监听连接

#include <sys/socket.h>
int listen(int sockfd, int backlog);

功能：将套接字设置为监听模式，等待客户端连接（仅用于 TCP 服务器）。
参数：
- sockfd：绑定的套接字描述符。
- backlog：等待连接队列的最大长度（如 5）。
返回值：成功返回 0，失败返回 -1。
示例：

if (listen(sockfd, 5) == -1) {perror("listen failed");exit(EXIT_FAILURE);
}

4. `accept()` - 接受客户端连接

#include <sys/socket.h>
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

功能：从监听队列中接受一个客户端连接（阻塞调用）。
参数：
- sockfd：监听的套接字描述符。
- addr：返回客户端的地址信息（可设为 ``）。
- addrlen：地址结构的长度（传入传出参数）。
返回值：成功返回新的套接字描述符（用于通信），失败返回 -1。
示例：

struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_len = sizeof(client_addr);
int client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_len);
if (client_fd == -1) {perror("accept failed");exit(EXIT_FAILURE);
}

5. connect() - 连接到服务器

#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

功能：客户端发起连接到服务器（仅用于 TCP 客户端）。
参数：
- sockfd：socket() 返回的套接字描述符。
- addr：服务器的地址信息。
- addrlen：地址结构的长度。
返回值：成功返回 0，失败返回 -1。
示例：

struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1"); // 服务器 IP
server_addr.sin_port = htons(8080);                   // 服务器端口if (connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) {perror("connect failed");exit(EXIT_FAILURE);
}

6. send() 和 recv() - 数据传输

#include <sys/socket.h>
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);

功能：
- send()：发送数据到连接的套接字。
- recv()：从连接的套接字接收数据。
参数：
- sockfd：通信的套接字描述符。
- buf：数据缓冲区。
- len：数据长度。
- flags：特殊选项（通常设为 0）。
返回值：
- 成功返回实际发送/接收的字节数，失败返回 -1。
- 返回 0 表示连接已关闭。
示例：

char buffer[1024] = "Hello, Server!";
send(client_fd, buffer, strlen(buffer), 0);memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int bytes_received = recv(client_fd, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (bytes_received > 0) {printf("Received: %s\n", buffer);
}