C++于Linux如何實現網絡通信

在Linux環境下，使用C++進行網絡通信通常涉及以下幾種方式：

1. 套接字編程（Socket Programming）：

   • 流式套接字（Stream Sockets）：基于TCP協議，提供可靠的、面向連接的通信服務。
   • 數據報套接字（Datagram Sockets）：基于UDP協議，提供不可靠的、無連接的通信服務。

2. 高級網絡庫：

   • Boost.Asio：一個跨平臺的C++庫，用于網絡和低級I/O編程，支持同步和異步操作。
   • libevent：一個事件通知庫，可以用來實現高性能的網絡服務器和客戶端。
   • libuv：一個支持異步I/O的庫，它是Node.js的基礎庫之一，也可以在C++項目中使用。

3. 系統調用：

   • 直接使用Linux提供的系統調用，如socket(), bind(), listen(), accept(), connect(), send(), recv()等。

下面是一個簡單的TCP服務器和客戶端的示例，使用套接字編程實現：

TCP服務器示例：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};

    // 創建socket文件描述符
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 設置socket選項
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 綁定socket到指定端口
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(8080);

    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 監聽連接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 接受連接
    if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0) {
        perror("accept");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 讀取數據
    read(new_socket, buffer, 1024);
    std::cout << "Message received: " << buffer << std::endl;

    // 發送響應
    send(new_socket, "Hello from server", 18, 0);
    std::cout << "Response sent" << std::endl;

    // 關閉套接字
    close(new_socket);
    close(server_fd);

    return 0;
}

TCP客戶端示例：

#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main() {
    int sock = 0;
    struct sockaddr_in serv_addr;
    char *hello = "Hello from client";
    char buffer[1024] = {0};

    // 創建socket文件描述符
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
        std::cout << "
 Socket creation error 
";
        return -1;
    }

    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_port = htons(8080);

    // 將IPv4地址從文本轉換為二進制形式
    if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
        std::cout << "
Invalid address/ Address not supported 
";
        return -1;
    }

    // 連接到服務器
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
        std::cout << "
Connection Failed 
";
        return -1;
    }

    // 發送數據
    send(sock, hello, strlen(hello), 0);
    std::cout << "Hello message sent
";

    // 讀取響應
    read(sock, buffer, 1024);
    std::cout << "Message received: " << buffer << std::endl;

    // 關閉套接字
    close(sock);

    return 0;
}

在這個例子中，服務器監聽8080端口，客戶端連接到服務器并發送一條消息，服務器接收消息后發送一個響應。

要編譯這些程序，你可以使用g++：

g++ -o server server.cpp
g++ -o client client.cpp

然后分別運行服務器和客戶端：

./server
./client

請注意，這些代碼示例僅用于演示目的，實際應用中需要更多的錯誤檢查和資源管理。