用Socket编程掌握同步和异步网络通信 (用sockets编程可以在两个应用程序间互相交流)

引言

Socket 编程是一种低级网络编程技术，它允许应用程序通过 Internet 或其他网络相互通信。Socket 是应用程序编程接口（API），它为应用程序提供了与网络堆栈交互的方法。

Socket 基础

Socket 是一个端点，它标识网络上的一个连接。Socket 由以下组件组成：协议：指定用于通信的传输协议（例如 TCP 或 UDP）地址：指定 socket 所连接的 IP 地址或主机名端口：指定 socket 所连接的端口号

Socket 类型

有两种主要的 socket 类型：流式 socket：用于可靠的、面向连接的通信。流式 socket 提供了类似于文件 I/O 的接口。数据报 socket：用于不可靠的、无连接的通信。数据报 socket 发送和接收单个数据报，不保证顺序或完整性。

同步和异步网络通信

同步和异步网络通信是两种不同的通信模型：同步通信：客户端应用程序在等待服务器响应之前会被阻塞。异步通信：客户端应用程序不会被阻塞，它可以继续执行其他任务，直到服务器响应可用。

同步 Socket 编程

在同步 socket 编程中，客户端应用程序使用 `connect()` 函数连接到服务器，然后使用 `read()` 和 `write()` 函数发送和接收数据。当应用程序正在等待服务器响应时，它会被阻塞。```c++// 创建一个 socketint client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 连接到服务器struct sockaddr_in server_address;server_address.sin_family = AF_INET;server_address.sin_addr.s_addr =inet_addr("127.0.0.1");server_address.sin_port = htons(8080);connect(client_socket, (struct sockaddr ) &server_address, sizeof(server_address));// 发送数据到服务器char message = "Hello, server!";write(client_socket, message, strlen(message));// 从服务器接收数据char buffer[1024];read(client_socket, buffer, sizeof(buffer));// 关闭 socketclose(client_socket);```

异步 Socket 编程

在异步 socket 编程中，客户端应用程序使用 `epoll()` 或 `Select()` 函数来监控 socket 事件。当一个 socket 事件发生时（例如，数据可读或可写），应用程序的回调函数会被调用。```c++// 创建一个 socketint client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);// 设置 socket 为非阻塞模式fcntl(client_socket, F_SETFL, O_NONBLOCK);// 连接到服务器struct sockaddr_in server_address;server_address.sin_family = AF_INET;server_address.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");server_address.sin_port = htons(8080);connect(client_socket, (struct sockaddr ) &server_address, sizeof(server_address));// 设置 epoll 事件监听int epoll_fd = epoll_create1(0);struct epoll_event event;event.events = EPOLLIN | EPOLLOUT;event.data.fd = client_socket;epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, client_socket, &event);// 主循环while (true) {// 等待 socket 事件int num_events = epoll_wait(epoll_fd, &event, 1, -1);// 处理 socket 事件for (int i = 0; i < num_events; i++) {if ((event.events & EPOLLIN) && event.data.fd == client_socket) {// 处理可读事件} else if ((event.events & EPOLLOUT) && event.data.fd == client_socket) {// 处理可写事件}}}```

选择同步或异步

选择同步或异步网络通信模型取决于应用程序的需求：同步通信：适用于需要高可靠性和顺序保证的应用程序。异步通信：适用于需要高性能和响应性的应用程序。

总结

Socket 编程是掌握网络通信的基础。通过理解同步和异步网络通信，应用程序开发者可以创建高效、可靠的网络应用程序。

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