手把手寫C++服務器(24)：socket回應一般框架、TCP修改緩沖區、內核監聽listen最大長度

本系列文章導航： 手把手寫C++服務器(0)：專欄文章-匯總導航【更新中】

前言：本系列文章手把手寫C++服務器(15)：網路編程入門第一個TCP專案以封裝好的網路庫為例，重點講解了如何正確的建立TCP連接，如何正確地銷毀TCP連接，如何在安全的時機關閉連接，如何處理丟包問題，本文在上一篇文章手把手寫C++服務器(21)：Linux socket網路編程入門基礎的基礎上，從原生的socket角度出發，進一步深入玩轉TCP編程，

目錄

通過socket監聽來自用戶的請求——socket回應一般框架

內核監聽listen最大長度實驗

源代碼

編譯、運行

查看當前網路狀態

TCP修改緩沖區實驗

發送端

接收端

編譯、運行

參考

通過socket監聽來自用戶的請求——socket回應一般框架

大部分socket監聽的代碼都和這個差不多，后面真正放到專案中會補全完成的例外處理和日志系統，但整體的簡易框架大體不變了，

這里面包含的知識點有：

• 創建socket連接的一般流程
• 檔案描述符
• socket地址的表示方法
• socket埠復用
• socket選項

還不清楚的可以看一下前面兩篇文章：

• 手把手寫C++服務器(21)：Linux socket網路編程入門基礎
• 手把手寫C++服務器(22)：Linux socket網路編程進階第一彈

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
/* 創建監聽socket檔案描述符 */
int listenfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
/* 創建監聽socket的TCP/IP的IPV4 socket地址 */
struct sockaddr_in address;
bzero(&address, sizeof(address));
address.sin_family = AF_INET;
address.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  /* INADDR_ANY：將套接字系結到所有可用的介面 */
address.sin_port = htons(port);

int flag = 1;
/* SO_REUSEADDR 允許埠被重復使用 */
setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, sizeof(flag));
/* 系結socket和它的地址 */
ret = bind(listenfd, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));  
/* 創建監聽佇列以存放待處理的客戶連接，在這些客戶連接被accept()之前 */
ret = listen(listenfd, 5);

內核監聽listen最大長度實驗

創建監聽佇列用來存放待處理的客戶連接，用backlog引數提示內核監聽佇列的最大長度，如果監聽佇列的長度超過了backlog，服務器將不會再受理新的客戶連接客戶端也將收到錯誤資訊，

源代碼

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

static bool stop = false;

/*SIGTERM信號的處理函式， 觸發時結束主程式中的回圈*/
static void handle_term(int sig)
{
    stop=true;
}

int main(int argc,char*argv[])
{
    signal(SIGTERM, handle_term);
    // 輸入格式
    if(argc <= 3)
    {
        printf("usage:%s ip_address port_number backlog\n", basename(argv[0]));
        return 1;
    }
    const char* ip = argv[1];
    int port = atoi(argv[2]);
    int backlog = atoi(argv[3]);
    int sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    assert(sock >= 0);
    /*創建一個IPv4 socket地址*/
    struct sockaddr_in address;
    bzero(&address,sizeof(address));
    address.sin_family=AF_INET;
    inet_pton(AF_INET,ip, &address.sin_addr);
    address.sin_port=htons(port);
    int ret = bind(sock,(struct sockaddr*)&address,sizeof(address));
    //assert(ret != -1);
    // 內核監聽佇列的最大長度
    ret = listen(sock, backlog);
    assert(ret != -1);
    /*回圈等待連接， 直到有SIGTERM信號將它中斷*/
    while(!stop)
    {
        sleep(1);
    }
    //關閉socket
    close(sock);
    return 0;
}

編譯、運行

g++ -std=c++11 backlog.cpp -o backlog

查看當前網路狀態

netstat -nt 

TCP修改緩沖區實驗

這個實驗主要用于熟悉socket選項，不熟悉的可以參考：手把手寫C++服務器(21)：Linux socket網路編程入門基礎、手把手寫C++服務器(22)：Linux socket網路編程進階第一彈

我們可以通過SO_RCVBUF和SO_SNDBUF這兩個選項設定TCP接受和發送緩沖區的大小，

TCP接識訓沖區和發送緩沖區的最小值是256位元組，最大值是2048個位元組，確保一個TCP連接有足夠的空間來處理擁塞，

可以通過修改內核引數/proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem和/proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem來強制TCP接識訓沖區和發送緩沖區的大小限制，

發送端

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define BUFFER_SIZE 512

int main(int argc,char*argv[])
{
    // 正確的輸入格式
    if(argc <= 2) {
        printf("usage:%s ip_address port_number send_bufer_size\n",basename(argv[0]));
        return 1;
    }
    // 轉換IP和埠號
    const char*ip = argv[1];
    int port = atoi(argv[2]);
    // 地址格式
    struct sockaddr_in server_address;
    bzero(&server_address,sizeof(server_address));
    server_address.sin_family=AF_INET;
    inet_pton(AF_INET,ip, &server_address.sin_addr);
    server_address.sin_port=htons(port);
    // 創建socket
    int sock=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    assert(sock >= 0);
    // 發送區buffer
    int sendbuf=atoi(argv[3]);
    int len=sizeof(sendbuf);
    /*先設定TCP發送緩沖區的大小， 然后立即讀取之*/
    setsockopt(sock, SOL_SOCKET,SO_SNDBUF, &sendbuf, sizeof(sendbuf));
    getsockopt(sock, SOL_SOCKET,SO_SNDBUF, &sendbuf, (socklen_t*)&len);
    printf("the tcp send buffer size after setting is%d\n", sendbuf);
    // 連接、發送
    if(connect(sock,(struct sockaddr*)&server_address,sizeof(server_address)) != -1) {
        char buffer[BUFFER_SIZE];
        memset(buffer, 'a', BUFFER_SIZE);
        send(sock, buffer, BUFFER_SIZE,0);
    }
    close(sock);
    return 0;
}

接收端

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

// 緩沖區大小
#define BUFFER_SIZE 1024

int main(int argc, char*argv[])
{
    // 正確格式
    if(argc <= 2) {
        printf("usage:%s ip_address port_number recv_buffer_size\n", basename(argv[0]));
        return 1;
    }
    // IP
    const char*ip = argv[1];
    // 埠號
    int port = atoi(argv[2]);
    // sock地址
    struct sockaddr_in address;
    bzero(&address, sizeof(address));
    address.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);
    address.sin_port = htons(port);
    // 創建socket連接
    int sock = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
    assert(sock >= 0);
    // 接收區大小
    int recvbuf = atoi(argv[3]);
    int len = sizeof(recvbuf);
    /*先設定TCP接識訓沖區的大小， 然后立即讀取之*/
    setsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF, &recvbuf,sizeof(recvbuf));
    getsockopt(sock,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF, &recvbuf,(socklen_t*)&len);
    printf("the tcp receive buffer size after settting is%d\n",recvbuf);
    // 系結埠
    int ret=bind(sock,(struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
    assert(ret != -1);
    // 監聽
    ret=listen(sock,5);
    assert(ret != -1);
    // 接受地址
    struct sockaddr_in client;
    socklen_t client_addrlength=sizeof(client);
    int connfd = accept(sock, (struct sockaddr*)&client, &client_addrlength);
    if(connfd < 0) {
        printf("errno is:%d\n",errno);
    } else {
        char buffer[BUFFER_SIZE];
        memset(buffer,'\0',BUFFER_SIZE);
        while(recv(connfd, buffer, BUFFER_SIZE-1,0) > 0){}
        close(connfd);
    }
    close(sock);
    return 0;
}

編譯、運行

不會編譯的趕緊看第二講和第四講的教程吧：

https://xduwq.blog.csdn.net/article/details/117307884

https://xduwq.blog.csdn.net/article/details/117429821

參考

• https://huixxi.github.io/2020/06/02/%E5%B0%8F%E7%99%BD%E8%A7%86%E8%A7%92%EF%BC%9A%E4%B8%80%E6%96%87%E8%AF%BB%E6%87%82%E7%A4%BE%E9%95%BF%E7%9A%84TinyWebServer/#more
• 《Linux高性能服務器編程》
• 《Linux多執行緒服務端編程》
• 《C++并發編程實戰》
• 《計算機網路——自頂向下方法》