Linux网络编程基础-简易TCP服务器框架

1. 引入头文件

#include<iostream>        
#include<sys/types.h>     // 系统数据类型（如 pid_t、size_t）
#include<sys/socket.h>    // socket 函数及数据结构（socket(), bind(), listen() 等）
#include<netinet/in.h>    // sockaddr_in 结构体定义，IPV4 地址
#include<arpa/inet.h>     // IP 地址转换函数（inet_pton）
#include<signal.h>        // 信号处理（signal()）
#include<unistd.h>        // POSIX 系统调用，如 close(), sleep()
#include<stdlib.h>        // 标准库函数，如 atoi()
#include<assert.h>        // assert() 断言函数，用于调试
#include<string.h>        // 字符串函数，如 bzero()

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2. 全局变量与信号处理

static bool stop = false; // 全局标志变量，控制主循环是否退出

handle_term(int sig)：信号处理函数

static void handle_term(int sig)
{
    stop = true;
}

• 参数 sig 是信号编号（比如 SIGTERM 对应 15）。
• 这个函数的作用是：当接收到某个信号（如 kill -15）时，把 stop 设置为 true，让主循环停止。

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3. 主函数部分

函数声明和参数

int main(int argc, char* argv[])

• argc：命令行参数个数（包括程序本身）
• argv[]：命令行参数数组（argv[0] 是程序名）

例如运行：

./myserver 127.0.0.1 8888 5

• argc = 4
• argv[1] = "127.0.0.1"
• argv[2] = "8888"
• argv[3] = "5"

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注册信号处理函数

signal(SIGTERM, handle_term);

• 作用：当收到 SIGTERM 信号（编号 15）时，调用 handle_term()。
• 实现优雅关闭服务器（如用户 kill 程序时能正常释放资源）

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检查参数是否合法

if(argc <= 3)
{
    std::cout << "usage: " << basename(argv[0]) << " ip_address port_number backlog" << std::endl;
    return 1;
}

• 如果参数不足，输出用法提示并退出。

• basename(argv[0]) 返回程序名（不含路径）

• 示例输出：

  usage: myserver 127.0.0.1 8888 5

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解析命令行参数

const char* ip = argv[1];        // 获取 IP 字符串
int port = atoi(argv[2]);        // 将字符串转为 int 类型的端口号
int backlog = atoi(argv[3]);     // 将字符串转为 int 类型的连接队列大小

• atoi()（ASCII to int）将字符串转换为整数
• backlog 控制的是 listen() 函数中最多能有多少个"未accept的连接"排队

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创建 socket 套接字

int sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
assert(sock >= 0);

socket() 参数解释：

int socket(int domain, int type, int protocol);

参数	值	含义
domain	PF_INET	使用 IPv4 协议族（也可写 AF_INET，等价）
type	SOCK_STREAM	表示使用 TCP（面向连接）
protocol	0	默认协议（TCP 默认就是 0）

• 成功返回 socket 文件描述符（int 型）
• assert() 确保创建成功，否则程序直接崩溃（用于调试）

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创建并初始化地址结构

struct sockaddr_in address;
bzero(&address, sizeof(address));    // 将地址结构全部清零
address.sin_family = AF_INET;        // 协议族：IPv4
inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr); // 将 IP 字符串转为网络字节序整数
address.sin_port = htons(port);      // 将主机字节序转为网络字节序

说明：

• sockaddr_in 是用于 IPv4 的 socket 地址结构。

• bzero() 是 memset(&address, 0, sizeof(address)) 的简化版，作用是清空结构体。

• inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr)：

  • 将 IP 地址字符串（如 "127.0.0.1"）转为网络字节序（用于通信）

• htons(port)：

  • 将主机字节序的端口号转为网络字节序（统一使用大端）

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绑定地址

int ret = bind(sock, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
assert(ret != -1);

bind() 参数：

int bind(int sockfd, const struct sockaddr* addr, socklen_t addrlen);

• sockfd：socket 描述符
• addr：地址结构（需要强转为 sockaddr*）
• addrlen：地址结构大小

作用：把 socket 绑定到你指定的本地地址（IP + 端口号）

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开始监听连接

ret = listen(sock, backlog);
assert(ret != -1);

listen() 参数：

int listen(int sockfd, int backlog);

• sockfd：socket 描述符
• backlog：等待连接的队列长度（最大连接排队数）

作用：把 socket 变为监听状态，准备接受客户端连接

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主循环逻辑（等待 SIGTERM）

while(!stop)
{
    sleep(1);
}

• 死循环中每秒 sleep 一下（CPU 负载低）
• 一旦收到 SIGTERM（stop == true），跳出循环
• 注意这里没有真正处理任何连接，只是为了演示信号控制退出流程

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程序清理和退出

close(sock);
return 0;

• close(sock)：关闭 socket，释放资源
• return 0：正常退出程序

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总结：完整程序做了什么？

步骤	作用
创建 socket	建立 TCP 套接字
设置地址结构	设置 IP、端口
bind	把 socket 绑定到地址
listen	开始监听
signal 注册	收到信号时修改 stop 标志
while 循环	不断 sleep，等待信号中断
close	收到信号后关闭 socket，退出程序

测试