《网络多人游戏架构与编程》之伯克利套接字
一、创建、销毁、绑定、发送、接收
SOCKET socket(int af,int type,int protocol);
af: 协议簇
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宏
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含义 |
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AF_UNSPEC
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未指定
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AF_TNET
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IPV4
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AF_IPX
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分组交换
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AF_APPLETALK
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Appletalk协议
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AF_INET6
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IPV6
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type: 通过socket发送和接收分组的形式
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宏
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含义
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SOCK_STREAM
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有序的、可靠的数据流分段
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SOCK_DGRAM
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离散的报文
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SOCK_RAW
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包头可以由应用层自定义
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SOCK_SEQPACKET
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类似SOCK_STREAM，但要整体读取数据包
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protocol：socket应使用的协议，包括传输层协议、各种实用网络层协议。
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宏
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需要的类型
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含义
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IPPROTO_UDP
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SOCK_DGRAM
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UDP数据报
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IPPROTO_TCP
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SOCK_STREAM
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TCP报文段
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IPPRPTO_IP/0
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Any
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实用默认协议
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///////////////创建SOCKET/////////////////
创建1个IPV4 UDP socket ： SOCKET udpSocket = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
创建1个TCP socket：SOCKET tcpSocket = socket( AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
///////////停止传输和接收SOCKET//////////
int shutdown(SOCKET sock, int how);
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how: SD_SEND 停止发送；产生FIN数据包，所有数据发送后发送这个数据包，通知另一端关闭socket，然后另一端会回一个FIN数据包，我们就可以关闭socket了。
SD_RECEIVE 停止接收
SD_BOTH 停止发送和接收
///////////////关闭SOCKET/////////////////
关闭不考虑类型：int closesocket (SOCKET sock);
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Tips：关闭前保证所有发送的和接收的数据都已经传输和确认。
///////////////绑定SOCKET/////////////////
返回值：0 成功 ； -1 错误
///////////////UDP发送数据/////////////////
int sendto(SOCKET sock, const char *buf, int len, int flags, const sockaddr *to, int tolen);
buf：指向待发送数据起始地址的指针；
len：待发送数据的大小；避免发送大于1300字节的数据包。
flags：对发送标志进行按位或运算的结果，游戏中通常是0。
to：接收端的sockaddr。
tolen：to指向的sockaddr的大小。对于IPV4，等于sizeof(sockaddr_in)。
返回值：成功：等待发送数据长度； 失败：-1。
///////////////UDP接收数据/////////////////
int recvfrom(SOCKET sock, const char *buf, int len, int flags, const sockaddr *from, int *fromlen);
buf：接收的数据包的缓冲区；
len：buf可以存储的最大字节数。
flags：对接收标志进行按位或运算的结果，游戏中通常是0。
from：指向sockaddr的指针。
fromlen：from指向的sockaddr的大小。
返回值：成功：复制到buf的字节数； 失败：-1。
///////////////TCP启动监听/////////////////
int listen(SOCKET sock, int backlog);
backlog：允许传入的最大连接数。SOMAXCONN表示默认值。
返回值：成功 0；错误 -1。
///////////////TCP接收连接/////////////////
SOCKET accept(SOCKET sock, sockaddr *addr, int *addrlen);
///////////////TCP发起链接/////////////////
SOCKET connect(SOCKET sock, const sockaddr *addr, int *addrlen);
///////////////TCP发送数据/////////////////
int send(SOCKET sock, const char *buf, int len, int flags);
///////////////TCP接收数据/////////////////
int recv(SOCKET sock, char *buf, int len, int flags);
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二、阻塞和非阻塞I/O
三种解决线程阻塞的办法:
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多线程
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目的：给每一个可能的阻塞调用生成一个线程：每个客户端1个，监听1个...
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缺点：每个客户端需要1个线程，不利于扩展和管理。
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非阻塞I/O
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使用ioctlsocket设置socket为非阻塞模式：int ioctlsocket(SOCKET sock, long cmd, u_long *argp); //cmd是控制参数；argp是该参数的取值，0阻止开启非阻塞，其他值开启。
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优点：每帧检查是否有准备好的待接收数据，有，先处理第一个挂起；没有，进行到下一帧，没有等待。
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缺点：轮询的socket数量很大时，效率很低。
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select函数
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优点：可以同时检查多个socket，只要有1个准备好了就开始执行
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三、平台差异
///////////////Windows头文件/////////////////
Windows平台使用头文件 WinSock2.h ，包含了socket相关的函数声明和数据类型。
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Windows.h是旧版本，和Winsock2.h一起用会造成命名冲突，想要避免冲突就要在Windows.h之前引用Winsock2.h
///////////////Windows激活socket/////////////////
使用WSAStartup激活Windows上的socket库： int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);
返回值：0 或 错误代码。
必须先成功启动WSAStartup, 才能正确运行Winsock2中的函数。
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wVersionRequested 是两字节的WORD，低字节表示主版本号，高字节表示Winsock实现的最低版本。
lpWSAData 指向Windows特定的数据结构。
WSAStartup填入被激活的socket库的信息。
///////////////Windows关闭socket/////////////////
int WSACleanup(); //结束所有未完成的socket操作，释放所有socket资源
返回值：错误代码，通常返回-1，要找到错误来源要在返回-1后调用WSAGetLastError()。
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int WSAGetLastError(); 返回当前运行线程最近的错误代码
///////////////Windows数据包地址/////////////////
存放地址信息的数据类型：struct sockaddr {
uint16_t sa_family; //指定地址类型，应与af一致。
char sa_data[14]; //存储真正的地址。
};
创建1个IPV4数据包的地址：struct sockaddr_in {
short sin_family; //指定地址类型，应与af一致。
uint16_t sin_port; //存储地址中16位端口
struct in_addr sin_addr; //存储4字节IPV4地址；in_addr 在不同平台有差异。
char sin_zero[8]; //存储真正的地址。
};
IP地址从字符串表示转换为 in_addr 表示：inet_pton POSIX系统，InetPton Windows系统
src：存储.分隔的地址
dst：指向待赋值的sin_addr字段
返回值：1 成功；0 源字符串错误；-1 其他
将域名解析为IP地址：
///////////////socket字节序/////////////////
原因：TCP/IP和主机可能存在多字节数的字节序上采用不同标准
解决：多字节数赋值必须将 主机字节序 转换为 网络字节序
方法：uint16_t htons( uint16_t hostshort);
uint16_t htonl( uint16_t hostlong);
网络字节序 转换成 主机字节序：
uint16_t ntohs( uint16_t networkshort);
uint16_t ntohl( uint16_t networklong);
