怎么用C++封装Socket库(C++如何封装Socket库：详细步骤与实现方法)

原创

ithorizon 6个月前 (10-21) 阅读数 21 #后端开发

C++怎样封装Socket库：详细步骤与实现方法

一、引言

在C++网络编程中，Socket是基础且核心的技术。封装Socket库可以让开发者更加方便地使用网络功能，尽也许降低损耗开发快速。本文将详细介绍怎样用C++封装一个基本的Socket库，包括Socket的创建、连接、发送和接收数据等功能。

二、封装前的准备工作

在封装Socket库之前，我们需要了解以下基础概念和API：

Socket：网络通信的端点，用于发送和接收数据。

地址族：如AF_INET（IPv4）、AF_INET6（IPv6）等。

套接字类型：如SOCK_STREAM（流式套接字）、SOCK_DGRAM（数据报套接字）等。

协议族：如IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP等。

bind()：将套接字绑定到一个地址和端口。

listen()：设置套接字为监听模式。

accept()：接受一个连接请求。

connect()：连接到服务器。

send()和recv()：发送和接收数据。

三、封装Socket类

首先，我们需要创建一个Socket类，用于封装Socket相关的操作。以下是Socket类的基本结构：


class Socket {
public:
    Socket();
    ~Socket();
    bool create(int family, int type, int protocol);
    bool bind(const sockaddr* address, socklen_t len);
    bool listen(int backlog);
    int accept(sockaddr* address, socklen_t* len);
    bool connect(const sockaddr* address, socklen_t len);
    ssize_t send(const void* buffer, size_t length, int flags);
    ssize_t recv(void* buffer, size_t length, int flags);
private:
    int m_socket;
};

四、实现Socket类的成员函数

接下来，我们将实现Socket类的各个成员函数。以下是每个函数的基本实现：

4.1 create函数

创建一个Socket。


bool Socket::create(int family, int type, int protocol) {
    m_socket = socket(family, type, protocol);
    if (m_socket == -1) {
        return false;
    }
    return true;
}

4.2 bind函数

将Socket绑定到一个地址和端口。


bool Socket::bind(const sockaddr* address, socklen_t len) {
    if (bind(m_socket, address, len) == -1) {
        return false;
    }
    return true;
}

4.3 listen函数

设置Socket为监听模式。


bool Socket::listen(int backlog) {
    if (listen(m_socket, backlog) == -1) {
        return false;
    }
    return true;
}

4.4 accept函数

接受一个连接请求。


int Socket::accept(sockaddr* address, socklen_t* len) {
    int new_socket = accept(m_socket, address, len);
    if (new_socket == -1) {
        return -1;
    }
    return new_socket;
}

4.5 connect函数

连接到服务器。


bool Socket::connect(const sockaddr* address, socklen_t len) {
    if (connect(m_socket, address, len) == -1) {
        return false;
    }
    return true;
}

4.6 send函数

发送数据。


ssize_t Socket::send(const void* buffer, size_t length, int flags) {
    return send(m_socket, buffer, length, flags);
}

4.7 recv函数

接收数据。


ssize_t Socket::recv(void* buffer, size_t length, int flags) {
    return recv(m_socket, buffer, length, flags);
}

五、使用封装后的Socket库

现在我们已经封装了Socket类，接下来可以创建一个服务器和客户端示例来演示怎样使用这个封装的Socket库。

5.1 服务器端代码示例


#include <iostream>
#include <cstring>
#include "Socket.h"
int main() {
    Socket server;
    if (!server.create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) {
        std::cerr << "Failed to create socket." << std::endl;
        return -1;
    }
    sockaddr_in address;
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);
    if (!server.bind(reinterpret_cast<sockaddr*>(&address), sizeof(address))) {
        std::cerr << "Failed to bind socket." << std::endl;
        return -1;
    }
    if (!server.listen(10)) {
        std::cerr << "Failed to listen on socket." << std::endl;
        return -1;
    }
    std::cout << "Server is listening on port 8080." << std::endl;
    while (true) {
        Socket client;
        sockaddr_in client_address;
        socklen_t client_len = sizeof(client_address);
        int new_socket = server.accept(reinterpret_cast<sockaddr*>(&client_address), &client_len);
        if (new_socket == -1) {
            std::cerr << "Failed to accept connection." << std::endl;
            continue;
        }
        client = Socket(new_socket);
        char buffer[1024];
        ssize_t bytes_received = client.recv(buffer, sizeof(buffer), 0);
        if (bytes_received == -1) {
            std::cerr << "Failed to receive data." << std::endl;
            continue;
        }
        std::string message(buffer, bytes_received);
        std::cout << "Received message: " << message << std::endl;
        // Send response
        std::string response = "Hello, client!";
        ssize_t bytes_sent = client.send(response.c_str(), response.length(), 0);
        if (bytes_sent == -1) {
            std::cerr << "Failed to send data." << std::endl;
            continue;
        }
    }
    return 0;
}

5.2 客户端代码示例


#include <iostream>
#include <cstring>
#include "Socket.h"
int main() {
    Socket client;
    if (!client.create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) {
        std::cerr << "Failed to create socket." << std::endl;
        return -1;
    }
    sockaddr_in address;
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    address.sin_port = htons(8080);
    if (!client.connect(reinterpret_cast<sockaddr*>(&address), sizeof(address))) {
        std::cerr << "Failed to connect to server." << std::endl;
        return -1;
    }
    std::string message = "Hello, server!";
    ssize_t bytes_sent = client.send(message.c_str(), message.length(), 0);
    if (bytes_sent == -1) {
        std::cerr << "Failed to send data." << std::endl;
        return -1;
    }
    char buffer[1024];
    ssize_t bytes_received = client.recv(buffer, sizeof(buffer), 0);
    if (bytes_received == -1) {
        std::cerr << "Failed to receive data." << std::endl;
        return -1;
    }
    std::string response(buffer, bytes_received);
    std::cout << "Received response: " << response << std::endl;
    return 0;
}