《TCP多线程通信代码C语言开发流程解析》

Y unes2025-08-24 17:32

TCP多线程通信代码开发流程解析------让步骤清晰明了

在编写 TCP 通信代码时，我经常中途忘记需要实现哪些步骤。为了更好地熟悉整个流程，并提高今后的开发效率，我打算自己写一篇文章，系统地整理并总结编写 TCP 通信所需的关键代码和步骤。

服务端的流程

服务端通过主线程接受客户端连接，并为每个连接创建独立会话线程(管理线程)，在会话线程中再启两个子线程分别负责读和写。

1.接收客户端并为其分配线程

  1. 创建sockaddr_in结构体及socket套接字

    c 复制代码 
    struct sockaddr_in server_addr;
memset(&server_addr,0,sizeof(server_addr));
server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
server_addr.sin_family=AF_INET;
server_addr.sin_port=htons(port);
int len_server_addr=sizeof(server_addr);//结构体的大小
//套接字
int serverfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

  2. bind绑定

    c 复制代码 
    temp_result=bind(serverfd,(struct sockaddr*)&server_addr,len_server_addr);
    if(temp_result)
    {
        handle_error("bind",temp_result);
    }

  3. listen监听

    c 复制代码 
    temp_result=listen(serverfd,10);//第二个参数是最多可以接受多少个客户端连接请求
    if(temp_result)
    {
        handle_error("listen",temp_result);
    }

  4. 创建线程accept连接

    关键点

    • pthread_t fd; 只是个变量。
    • 每次调用 pthread_create，都会把新建线程的 ID 写到 fd 里。
    • 你紧接着又 pthread_detach(fd)，把这个线程设置为**"分离态"**，这样它结束时系统能自动回收资源。
    • 下一次循环时 ，pthread_create 会再次把新的线程 ID 写进 fd（覆盖掉旧的）。
    c 复制代码 
    pthread_t fd;
struct sockaddr_in client_addr;
memset(&client_addr,0,sizeof(client_addr));
int client_addr_len=sizeof(client_addr);
while (1)
{
    int *client_fd=malloc(sizeof(int));
    *client_fd=accept(serverfd,(struct sockaddr*)&client_addr,&client_addr_len);
    printf("客户端%d,ip:%s,已成功与服务端连接\n",*client_fd,inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
    pthread_create(&fd,NULL,&raw,client_fd);
    pthread_detach(fd);
}
//释放资源
close(serverfd);

2.管理该客户端的读写子线程

为什么要传输文件描述符，这就相当于一个通道，没有他我们就找不到目标地址，也就无法进行读写操作，这就相当于一个通讯大门

c 复制代码 
void *read_func(void *arg)
{
    int server_fd = *(int *)arg;
    char *read_buf = malloc(1024);
    int temp_result;
    while (1)
    {
        temp_result = recv(server_fd, read_buf, 1024, 0);
        if (temp_result == -1)
        {
            perror("recv");
        }
        else if (temp_result == 0)
        {
            printf("客户端关闭了连接\n");
            break;
        }

        read_buf[temp_result] = '\0'; // 安全添加结束符，防止乱码
        printf("客户端：%s\n", read_buf);
    }
    free(read_buf);
    return NULL;
}

void *write_func(void *arg)
{
    int server_fd = *(int *)arg;
    char *write_buf = malloc(1024);
    int temp_result;
    while (1)
    {
        memset(write_buf, 0, 1024);
        if (fgets(write_buf, 1024, stdin) == NULL)
        {
            printf("输入有误\n");
            break;
        }
        if (strncmp(write_buf, "exit", 4) == 0)
        {
            printf("服务端主动退出\n");
            break;
        }
        temp_result = send(server_fd, write_buf, strlen(write_buf), 0);
        if (temp_result == -1)
        {
            perror("send");
        }
        else if (temp_result == 0)
        {
            printf("服务器关闭了连接\n");
            break;
        }
        else
        {
            printf("服务端：%s\n", write_buf);
        }
    }
    free(write_buf);
    return NULL;
}

void *raw(void * argv)
{
    int sockfd=*(int*)argv;
    pthread_t read_t,write_t;
    //创建子线程读取数据并打印到终端
    pthread_create(&read_t, NULL, read_func, argv);
    //创建子线程写入数据传到服务端
    pthread_create(&write_t, NULL, write_func, argv);
    // 主线程等待子线程退出
    pthread_join(read_t, NULL);
    pthread_join(write_t, NULL);
    free(argv);
    printf("关闭资源\n");
    close(sockfd);
}

3.完整代码展示

c 复制代码 
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <string.h>

#define port 6666

#define handle_error(cmd, result) \
    if (result < 0)               \
    {                             \
        perror(cmd);              \
        return -1;                \
    }


void *read_func(void *arg)
{
    int server_fd = *(int *)arg;
    char *read_buf = malloc(1024);
    int temp_result;

    while (1)
    {
        temp_result = recv(server_fd, read_buf, 1024, 0);
        if (temp_result == -1)
        {
            perror("recv");
        }
        else if (temp_result == 0)
        {
            printf("客户端关闭了连接\n");
            break;
        }

        read_buf[temp_result] = '\0'; // 安全添加结束符，防止乱码
        printf("客户端：%s\n", read_buf);
    }

    free(read_buf);
    return NULL;
}

void *write_func(void *arg)
{
    int server_fd = *(int *)arg;
    char *write_buf = malloc(1024);
    int temp_result;
    while (1)
    {
        memset(write_buf, 0, 1024);
        if (fgets(write_buf, 1024, stdin) == NULL)
        {
            printf("输入有误\n");
            break;
        }
        if (strncmp(write_buf, "exit", 4) == 0)
        {
            printf("服务端主动退出\n");
            break;
        }

        temp_result = send(server_fd, write_buf, strlen(write_buf), 0);
        if (temp_result == -1)
        {
            perror("send");
        }
        else if (temp_result == 0)
        {
            printf("服务器关闭了连接\n");
            break;
        }
        else
        {
            printf("服务端：%s\n", write_buf);
        }
    }
    free(write_buf);
    return NULL;
}

void *raw(void * argv)
{
    int sockfd=*(int*)argv;
    pthread_t read_t,write_t;
    //创建子线程读取数据并打印到终端
    pthread_create(&read_t, NULL, read_func, argv);
    //创建子线程写入数据传到服务端
    pthread_create(&write_t, NULL, write_func, argv);
    // 主线程等待子线程退出
    pthread_join(read_t, NULL);
    pthread_join(write_t, NULL);
    free(argv);
    printf("关闭资源\n");
    close(sockfd);
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int temp_result;
    //声明server结构体以及初始化
    struct sockaddr_in server_addr;
    memset(&server_addr,0,sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
    server_addr.sin_family=AF_INET;
    server_addr.sin_port=htons(port);
    int len_server_addr=sizeof(server_addr);
    //套接字
    int serverfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    //绑定
    temp_result=bind(serverfd,(struct sockaddr*)&server_addr,len_server_addr);
    if(temp_result)
    {
        handle_error("bind",temp_result);
    }
    //监听
    temp_result=listen(serverfd,10);
    if(temp_result)
    {
        handle_error("listen",temp_result);
    }
    //接收
    pthread_t fd;
    struct sockaddr_in client_addr;
    memset(&client_addr,0,sizeof(client_addr));
    int client_addr_len=sizeof(client_addr);
    while (1)
    {
        int *client_fd=malloc(sizeof(int));
        *client_fd=accept(serverfd,(struct sockaddr*)&client_addr,&client_addr_len);
        printf("客户端%d,ip:%s,已成功与服务端连接\n",*client_fd,inet_ntoa(client_addr.sin_addr));
        pthread_create(&fd,NULL,&raw,client_fd);
        pthread_detach(fd);
    }
    //释放资源
    close(serverfd);
    return 0;
}

客户端的流程

  1. 创建sockaddr_in初始化
  2. connect连接

1.连接服务端

c 复制代码 
int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 套接字
    int client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    // 初始化
    struct sockaddr_in client_addr;
    memset(&client_addr, 0, sizeof(client_addr));
    client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    client_addr.sin_family = AF_INET;
    client_addr.sin_port = htons(6666);
    int client_addr_len = sizeof(client_addr);
    int sockfd = connect(client_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, client_addr_len);
    if (sockfd == -1)
    {
        handle_error("connect", sockfd);
    }
    pthread_t read_t, write_t;
    // 创建子线程读取数据并打印到终端
    pthread_create(&read_t, NULL, &read_func, (void *)&client_fd);
    // 创建子线程写入数据传到服务端
    pthread_create(&write_t, NULL, &write_func, (void *)&client_fd);
    // 主线程等待子线程退出
    pthread_join(read_t, NULL);
    pthread_join(write_t, NULL);

    printf("关闭资源\n");
    close(sockfd);
    return 0;
}

2.客户端的读写子线程

和服务端实现方法一样

c 复制代码 
void *read_func(void *arg)
{
    int server_fd = *(int *)arg;
    char *read_buf = malloc(1024);
    int temp_result;

    while (1)
    {
        temp_result = recv(server_fd, read_buf, 1024, 0);
        if (temp_result == -1)
        {
            perror("recv");
        }
        else if (temp_result == 0)
        {
            printf("服务器关闭了连接\n");
            break;
        }

        read_buf[temp_result] = '\0'; // 安全添加结束符，防止乱码
        printf("服务器：%s\n", read_buf);
    }

    free(read_buf);
    return NULL;
}

void *write_func(void *arg)
{
    int server_fd = *(int *)arg;
    char *write_buf = malloc(1024);
    int temp_result;
    while (1)
    {
        memset(write_buf, 0, 1024);
        if (fgets(write_buf, 1024, stdin) == NULL)
        {
            printf("输入有误\n");
            break;
        }
        if (strncmp(write_buf, "exit", 4) == 0)
        {
            printf("客户端主动退出\n");
            break;
        }

        temp_result = send(server_fd, write_buf, strlen(write_buf), 0);
        if (temp_result == -1)
        {
            perror("send");
        }
        else if (temp_result == 0)
        {
            printf("服务器关闭了连接\n");
            break;
        }
        else
        {
            printf("客户端：%s\n", write_buf);
        }
    }
    free(write_buf);
    return NULL;
}

3.完整代码

c 复制代码 
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

#define handle_error(cmd, result) \
    if (result < 0)               \
    {                             \
        perror(cmd);              \
        return -1;                \
    }

void *read_func(void *arg)
{
    int server_fd = *(int *)arg;
    char *read_buf = malloc(1024);
    int temp_result;

    while (1)
    {
        temp_result = recv(server_fd, read_buf, 1024, 0);
        if (temp_result == -1)
        {
            perror("recv");
        }
        else if (temp_result == 0)
        {
            printf("服务器关闭了连接\n");
            break;
        }

        read_buf[temp_result] = '\0'; // 安全添加结束符，防止乱码
        printf("服务器：%s\n", read_buf);
    }

    free(read_buf);
    return NULL;
}

void *write_func(void *arg)
{
    int server_fd = *(int *)arg;
    char *write_buf = malloc(1024);
    int temp_result;
    while (1)
    {
        memset(write_buf, 0, 1024);
        if (fgets(write_buf, 1024, stdin) == NULL)
        {
            printf("输入有误\n");
            break;
        }
        if (strncmp(write_buf, "exit", 4) == 0)
        {
            printf("客户端主动退出\n");
            break;
        }

        temp_result = send(server_fd, write_buf, strlen(write_buf), 0);
        if (temp_result == -1)
        {
            perror("send");
        }
        else if (temp_result == 0)
        {
            printf("服务器关闭了连接\n");
            break;
        }
        else
        {
            printf("客户端：%s\n", write_buf);
        }
    }
    free(write_buf);
    return NULL;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    // 套接字
    int client_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    // 初始化
    struct sockaddr_in client_addr;
    memset(&client_addr, 0, sizeof(client_addr));
    client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    client_addr.sin_family = AF_INET;
    client_addr.sin_port = htons(6666);
    int client_addr_len = sizeof(client_addr);
    int sockfd = connect(client_fd, (struct sockaddr *)&client_addr, client_addr_len);
    if (sockfd == -1)
    {
        handle_error("connect", sockfd);
    }
    pthread_t read_t, write_t;
    // 创建子线程读取数据并打印到终端
    pthread_create(&read_t, NULL, &read_func, (void *)&client_fd);
    // 创建子线程写入数据传到服务端
    pthread_create(&write_t, NULL, &write_func, (void *)&client_fd);
    // 主线程等待子线程退出
    pthread_join(read_t, NULL);
    pthread_join(write_t, NULL);

    printf("关闭资源\n");
    close(sockfd);
    return 0;
}

总结

TCP 多线程服务端的实现，看似复杂，但本质就是"主线程接收连接、子线程处理读写"。掌握文件描述符和线程管理，你就掌握了网络通信的核心钥匙。希望本文能帮助你对网络编程有更直观的理解。

热门推荐
01UV安装并设置国内源02KGG转MP3工具|非KGM文件|解密音频03【踩坑笔记】50系显卡适配的 PyTorch 安装04蜘蛛磁力 搜索引擎大全，如何使用蜘蛛磁力查找磁力链接05Qwen3-Coder 快速上手教程 | Qwen Code + Claude Code06突破百度网盘的下载限速，两种方法教会你【超详细】07【2025.08.06最新版】Android Studio下载、安装及配置记录（自动下载sdk）0820个国内外主流AI绘画工具大汇总（最新免费可用~）092025最新国内服务器可用docker源仓库地址大全（2025年8月更新）10Claude Code VSCode集成开发指南：AI编程助手完整配置