C++小程序：同一路由器下两台计算机简单通信（1/2）——服务器端_c++ socket服务器

       同一路由器下两台电脑如何进行通信呢？这里通过小程序实例的方式介绍SOCKET结构体以及相关函数的使用。计算机通信是在服务器端与客户端之间进行，这里先介绍服务器端程序。
       我这里编辑编译软件是VS2022，使用C++空项目进行编程。在介绍程序之前需要提醒大家，如果想把这个程序放到没有VS的计算机中使用，关于编译设置应如下进行：
       1.将Debug模式改为Release模式。
       2.右键方案名 -> 配置属性 -> c/c++ -> 代码生成 -> 运行库中选 多线程(/MT)。
       3.编译后在release目录下如找不到*.exe文件，可以在release模式下运行一下程序，然后再去找文件即可。
       4.如果使用的不是VS，也请注意一下编译问题，否则运行时会报错（缺少某些dll文件）。
       程序代码及相关解释如下：
       一、头文件部分：最基本的iostream应包含进来，并使用标准命名空间免得使用函数时还得注明作用域。WinSock2.h头文件及ws2_32.lib库文件是使用SOCKET结构及相关函数必须的。另外，还包含了关于多线程的thread头文件，处理通信过程的收和发如不使用多线程方式处理，收发之间相互影响，会造成不能连续发或连续收。

#include<iostream>
using namespace std;
#include <WinSock2.h>         
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#include<thread>
#pragma warning (disable: 4996) //解决C4996报错问题

       二、声明函数及变量
       在这里声明一个接收函数serverAccept和一个发送函数serverSend，之所以代码不多还要从主函数中拿出来另写成两个单独函数的原因，是因为这两个函数要装到单独的线程中去运行。
       需要声明全局变量pubServerSock、pubClientSock的理由也一样，主函数中声明的变量在其它线程中使用不了。

void serverRecv();//声明服务器端接收函数
void serverSend(); //声明服务器端发送函数
SOCKET pubServerSock; //声明服务器端全局SOCKET对象
SOCKET pubClientSock; //声明客户端全局SOCKET对象

        三、开始主函数代码编写，分成一下具体步骤：

int main(void)
{

       步骤1. 定义显示窗口。

	system("color 1A"); //定义窗口前景、背景颜色
	system("title Server Station"); //定义窗口
	system("mode con cols=60 lines=30");//定义窗口高宽

       步骤2. 打开网络库。打开网络库函数是WSAStartup函数，也可以理解成网络库初始化函数。在网络编程中，经常见到WSA字头，其含义：W-windows、S-socket、A-asynchronous（异步）。这个函数有两个参数，参1 系统在用的网络库版本号，右键头文件"WinSock2" 选择 "转到文档"可看到VS2022对应的网络库版本是2.2。这个版本号在计算机中是以WORD形式存储的，参数中不能直接写2.2，需要用MAKEWORD宏给转一下。参2 是一个WSADATA类型的结构体对象，这个对象需以指针形式传入，它的作用是保存一些网络库初始化信息，后边需要使用。
       打开网络库函数有返回值，成功返回0；不成功返回非0错误码。

	WORD thisVersion = MAKEWORD(2, 2); 
	WSADATA SerSockData;
	int nRes = WSAStartup(thisVersion, &SerSockData);
	if(0 != nRes)
	{
		cout << "网络库打开过程失败，程序即将结束！" << endl;
		system("pause");
		return 0; //结束程序运行
	}

步骤3. 校验版本（这一步骤可以略去）。如果校验版本未通过，在结束程序前，也要调用清理网络库函数。

	if (2 != HIBYTE(SerSockData.wVersion) || 2 != LOBYTE(SerSockData.wVersion))
	{
		cout<<"网络库版本出错误，程序即将结束！"<<endl;
        system("pause");
		WSACleanup();
		return 0; //结束程序运行
	}

       步骤4. 创建服务器端SOCKET对象，完成这一步骤的函数是socket函数。socket函数有3个参数，这3个参数是按照TCP/IP通信协议要求填写，内容不能更改。
       socket函数创建成功返回一个可用的SOCKET对象，这个对象在后面的操作中要用到，它以后就代表着服务器端计算机；如果创建失败返回INVALID_SOCKET，处理方式还是调用清理网络库函数。

	pubServerSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); 
	if (INVALID_SOCKET == pubServerSock)
	{
		cout << "创建服务器端SOCKET对象失败，程序即将结束！" << endl;
		system("pause");
		WSACleanup(); 
		return 0;//结束程序运行
	}

       步骤5. 利用bind函数将计算机IP地址、端口与前面创建的SOCKET对象绑定。这个函数有三个参数，参1 是前面创建成功的SOCKET对象；参2 是一个结构体，这个结构体中要填上本机服务器端IP地址、端口号等内容；参3 参2的字节大小。注意：函数中需要的是sockaddr*，我们填写的是sockaddr_in（这个易填），所以取址后要强转一下，因为这些内容绑定之后不能更改，所以强转时加上const。
       关于给sockaddr_in结构体对象赋值：
       a.成员1 sin_family选AF_INET是使用TCP/IP协议必须的；
       b.成员2 是端口号，可取值范围0-65535。低位的多被系统占用了所以要尽量往大了取，我这里选的是12345。选好后可以确认一下，方法：右键开始按钮->点击运行->输入cmd->DOS符号->输入netstat -ano|findstr "12345"，如果没有什么显示就说明可用，如有显示说明系统已经使用了再换一个。htons是一个宏将int转换成sin_port所需格式。
       c.成员3 是服务器所在电脑的IP地址。如果是在一台电脑上模拟服务器端和客户端通信，IP地址选用"127.0.0.1"。inet_addr也是一个宏将字符串转换成规定格式。
        当在两台电脑运行时，填写服务器端电脑的实际IP地址。方法：右键开始按钮 -> 点击运行 ->输入cmd -> DOS符号 -> 输入ipconfig 选用IPv4后面的地址。
         bind函数运行成功，会将服务器的SOCKET对象与所在计算机IP地址绑定在一起，在网上这个对象就可以代表这台计算机了；如果运行失败，会返回SOCKET_ERROR，接下来先关闭服务器SOCKET对象再清理网络库，然后结束这个程序。

	sockaddr_in serverSockAdd; 
	serverSockAdd.sin_family = AF_INET;
	serverSockAdd.sin_port = htons(12345);
	serverSockAdd.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1"); //当两台电脑通信使用服务器电脑的IP地址
	if (SOCKET_ERROR == bind(pubServerSock, (const sockaddr*)&serverSockAdd, sizeof(serverSockAdd)))
	{
		cout << "绑定服务器IP地址、端口失败，程序即将结束！" << endl;
		system("pause");
		closesocket(pubServerSock);
		WSACleanup(); 
		return 0;//结束整个程序
	}

       步骤6. 开启监听函数listen()。监听函数有两个参数：参1 服务器端SOCKET对象，参2 挂起链接队列的最大长度。这个函数运行成功将把服务器端SOCKET对象置于侦听传入链接的状态；如果运行失败还是关闭SOCKET对象、清理网络库，然后结束程序。

	if (SOCKET_ERROR == listen(pubServerSock, SOMAXCONN))
	{
		cout << "服务器未进入侦听状态，程序即将结束！" << endl;
		system("pause");
		closesocket(pubServerSock);
		WSACleanup();
        return 0;//结束整个程序
	}

        步骤7. 使用Accept()函数创建客户端链接。在这一步骤服务器将与客户端建立联系。建立联系的方法是在服务器端建立一个客户端的SOCKET对象，通过两台计算机双方的SOCKET对象进行联系。这一步骤使用的函数是accept(),它的参数有三个：参1 服务器SOCKET对象（注意是服务器），参2 与bind函数中相同的结构，这个结构体是指向客户端的，所以不用我们填写，参3 参2的长度。
        accept()成功返回客户端的SOCKET对象(此时客户端计算机登录)，并在屏幕上显示“链接成功”；失败返回INVALID_SOCKET，失败后的操作还是SOCKET对象、
清理网络库，然后结束程序。

	sockaddr_in clientSockAdd;
	int len = sizeof(clientSockAdd);
	pubClientSock = accept(pubServerSock,(sockaddr*)&clientSockAdd,&len);//struct sockaddr*前的const不能加了
	if (INVALID_SOCKET == pubClientSock)
	{
		cout<<"客户端链接失败，程序即将结束！"<<endl;
		closesocket(pubServerSock);
		WSACleanup(); 
		return 0;//结束整个程序
	}
    cout<<"客户端连接成功。。。"<<endl;

       步骤8. 与客户端之间接收、发送消息。全局变量及thread的作用在开始介绍头文件时，已经介绍，此处不再赘述。

	thread serverThread1(serverRecv);
	thread serverThread2(serverSend);
	serverThread1.join();
	serverThread2.join(); 

      步骤9. 程序结束。关闭所有SOCKET对象，清理网络库。

	closesocket(pubServerSock);
	closesocket(pubClientSock);
	WSACleanup(); 
	system("pause");
	return 0; //程序结束
}

       四、子程序的实现
       1. serverRecv()是通过多线程对象调用的子程序，它的作用是接收客户端发过来的消息并进行显示。使用的函数是recv()。它有3个参数：参1 客户端SOCKET对象，参2 存储收到消息的字符数组 参3 缓冲内存大小 参4 接收模式，一般填0。recv运行正常返回收到的字节数；执行失败，返回SOCKET_ERROR，客户端下线或链接中断返回 0。

void serverRecv()
{
	while (true)
	{
		char buf[1024] = { 0 };
		int res = recv(pubClientSock, buf, 1024 - 1, 0); 
		if ( SOCKET_ERROR == res || 0==res)
		{
			cout << "程序运行失败或链接中断" << endl;
			closesocket(pubServerSock);
			closesocket(pubClientSock);
			WSACleanup();
			system("pause");
			exit(0);
		}
		else
		{
			cout << buf << endl; //显示收到的内容
		}
	}
}

      2.serverSend()也是通过多线程对象调用的子程序，它的作用是向客户端发送消息。使用的函数是send(),它的参数个数及类型同及返回值都与recv()相似。

void serverSend()
{
	while (true)
	{
		string buf;
		cin >> buf;
    	int res = send(pubClientSock, buf.c_str(), strlen(buf.c_str()), 0);
	    if (SOCKET_ERROR == res)
	    {
	    	cout << "程序运行失败或链接中断。。。" << endl;
			closesocket(pubServerSock);
			closesocket(pubClientSock);
			WSACleanup();
			system("pause");
		    exit(0);
	     }
	}
}

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