一、TCP简介
TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接、可靠的字节流传输协议。
TCP在通信前需要进行三次握手 建立连接，通信过程中具有数据确认机制，通信结束时通过四次挥手断开连接。TCP还通过滑动窗口、拥塞控制、掉线检测等机制保证通信的可靠性。
与UDP相比：
| TCP | UDP |
|---|---|
| 面向连接 | 无连接 |
| 可靠传输 | 不可靠传输 |
| 通信前需要建立连接 | 不需要建立连接 |
| 资源占用较多 | 资源占用较少 |
| 适合文件传输、聊天等 | 适合实时性要求较高的场景 |
二、TCP通信流程
TCP通信分为客户端 和服务器端。
1. TCP客户端
基本流程：
socket()
↓
connect()
↓
send()/recv()
↓
close()2. TCP服务器
基本流程：
socket()
↓
bind()
↓
listen()
↓
accept()
↓
send()/recv()
↓
close()因此，TCP最重要的函数就是：
socket
bind
listen
accept
connect
send
recv文档中也是按照这个流程介绍TCP通信接口的。
三、socket()
int socket(int domain, int type, int protocol);作用：
创建一个用于网络通信的套接字。
TCP通常使用：
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);其中：
AF_INET表示使用IPv4。
SOCK_STREAM表示使用流式套接字，也就是TCP。
返回值：
成功：返回新的文件描述符
失败：返回-1四、connect()
int connect(int sockfd,
const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);作用：
客户端向服务器发起连接。
例如：
ret = connect(sockfd,
(struct sockaddr *)&recvaddr,
sizeof(recvaddr));参数：
-
sockfd：套接字文件描述符 -
addr：服务器地址 -
addrlen：地址长度
返回值：
成功：0
失败：-1五、bind()
int bind(int sockfd,
const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);作用：
将IP地址和端口号绑定到套接字。
例如：
bind(sockfd,
(struct sockaddr *)&recvaddr,
sizeof(recvaddr));服务器必须先通过 bind() 指定自己的IP地址和端口。
注意：
bind()只能绑定本机的IP地址，不能绑定其他主机的IP地址；一个端口被占用后，也不能重复绑定。
六、listen()
int listen(int sockfd, int backlog);作用：
让服务器进入监听状态，等待客户端连接。
例如：
ret = listen(sockfd, 10);其中：
sockfd是监听套接字。
backlog表示等待处理的连接请求数量。
成功返回 0，失败返回 -1。
七、accept()
int accept(int sockfd,
struct sockaddr *addr,
socklen_t *addrlen);作用：
从监听队列中取出一个客户端连接。
例如：
confd = accept(sockfd, NULL, NULL);这里要特别注意：
sockfd和
confd作用不同。
sockfd
负责：
socket
bind
listen
accept主要用于监听客户端连接。
confd
accept()成功以后返回的新的文件描述符。
负责：
send
recv也就是真正和客户端进行数据通信。
服务器
sockfd
│
listen
│
accept
↓
confd
↙ ↘
send recvaccept()成功后会返回新的文件描述符用于通信。
八、send()
ssize_t send(int sockfd,
const void *buf,
size_t len,
int flags);作用：
向TCP套接字发送数据。
例如：
char buf[1024] = "hello";
send(sockfd, buf, strlen(buf), 0);参数：
-
sockfd：套接字文件描述符 -
buf：发送数据的首地址 -
len：发送数据长度 -
flags：属性，一般使用0
返回值：
成功：实际发送的字节数
失败：-1九、recv()
ssize_t recv(int sockfd,
void *buf,
size_t len,
int flags);作用：
从TCP套接字中接收数据。
例如：
nret = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);返回值：
>0 成功接收到的字节数
-1 接收失败
0 对方关闭连接这一点非常重要：
if (nret == 0)
{
printf("对方已经断开连接\n");
}文档中也特别指出：如果对方关闭连接，recv()返回0。
十、TCP服务器和客户端总结
客户端
socket();
connect();
send();
recv();
close();可以记成：
创建 → 连接 → 通信 → 关闭服务器
socket();
bind();
listen();
accept();
send();
recv();
close();可以记成：
创建 → 绑定 → 监听 → 接收连接 → 通信 → 关闭十一、TCP文件传输
TCP不仅可以传输字符串，也可以传输文件。
基本思路：
客户端
打开文件
↓
read()
↓
send()
↓
read()
↓
send()
↓
文件发送完成服务器
创建文件
↓
recv()
↓
write()
↓
recv()
↓
write()
↓
文件接收完成例如：
while (1)
{
nret = read(fd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff));
if (nret <= 0)
{
break;
}
send(sockfd, tmpbuff, nret, 0);
}服务器：
while (1)
{
nret = recv(confd, tmpbuff, sizeof(tmpbuff), 0);
if (nret == 0)
{
break;
}
write(fd, tmpbuff, nret);
}这里也能看到TCP和普通文件IO之间的联系：Socket本质上也是一种文件描述符 ，可以通过 send()、recv()进行网络数据读写。
十二、TCP三次握手
TCP建立连接之前需要进行三次握手：
客户端 服务器
SYN -------------------->
<------------------- SYN + ACK
ACK -------------------->
连接建立目的主要是：
-
确认双方具有正常的发送和接收能力
-
建立TCP连接
-
同步双方的序列号
TCP通信前需要三次握手建立连接，这是TCP区别于UDP的重要特点之一。
十三、TCP四次挥手
通信结束时需要断开TCP连接：
客户端 服务器
FIN -------------------->
<------------------- ACK
<------------------- FIN
ACK -------------------->
连接关闭TCP通过四次挥手完成连接关闭。