C语言网络编程：高性能网络应用的开发策略-C++-PHP中文网

C语言网络编程：高性能网络应用的开发策略

王林

发布： 2024-10-11 13:42:01

原创

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c 语言网络编程是一种通过 socket 接口实现网络通信的方法，包括以下步骤：创建套接字；建立连接或监听连接请求；发送和接收数据；使用非阻塞 i/o 提高性能；利用 select 循环同时监视多个套接字。具体实例：利用 socket 编程构建一个简单的 web 服务器，响应客户端请求并返回 html 内容。

C语言网络编程：高性能网络应用的开发策略

C 语言的网络编程：构建高性能网络应用

前言

在现代软件开发中，网络编程至关重要。C 语言以其高效性、可移植性和性能优化能力而闻名，使其成为开发高性能网络应用的理想选择。本文将介绍 C 语言网络编程的策略，并提供实战案例以说明其功能。

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一、socket编程

Socket 是应用程序间进行网络通信的接口。C 语言中，socket 通过 socket() 函数创建，其包含套接字类型（如流式或数据报）和协议（如 TCP 或 UDP）。

#include <sys/socket.h>

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd < 0) {
    perror("socket");
    exit(1);
}

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二、连接和监听

对于客户端-服务器模型，客户端使用 connect() 函数向服务器建立连接，而服务器使用 bind() 和 listen() 函数监听连接请求。

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int connect(sockfd, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr));

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int bind(sockfd, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr));
int listen(sockfd, backlog);

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三、数据收发

建立连接后，应用程序可以使用 send() 和 recv() 函数发送和接收数据。

int send(sockfd, buffer, buflen, flags);
int recv(sockfd, buffer, buflen, flags);

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四、非阻塞 I/O

非阻塞 I/O 可以提高应用程序的性能。fcntl(sockfd, F_SETFL, O_NONBLOCK); 可将套接字设置为非阻塞模式，使 send() 和 recv() 操作在数据可读或可写时立即返回。

while (1) {
    int nbytes = read(sockfd, buf, BUFSIZE);
    if (nbytes == -1 && errno == EAGAIN) continue;
    else if (nbytes == 0) break;
    else process_data(buf, nbytes);
}

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五、select 循环

该循环可同时监视多个套接字，等待数据可读或写。

fd_set readfds;
while (1) {
    FD_ZERO(&readfds);
    FD_SET(sockfd, &readfds);
    int nready = select(FD_SETSIZE, &readfds, NULL, NULL, NULL);
    if (FD_ISSET(sockfd, &readfds)) {
        int nbytes = read(sockfd, buf, BUFSIZE);
        if (nbytes == -1 && errno == EAGAIN) continue;
        else if (nbytes == 0) break;
        else process_data(buf, nbytes);
    }
}

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实战案例：Web 服务器

以下案例演示了使用 C 语言 socket 编程实现一个简单的 Web 服务器：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <string.h>

int main() {
    int sockfd, newsockfd, portno;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    portno = 8080;
    struct sockaddr_in serv_addr, cli_addr;
    bzero(&serv_addr, sizeof(serv_addr));
    serv_addr.sin_family = AF_INET;
    serv_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    serv_addr.sin_port = htons(portno);
    int bind_status = bind(sockfd, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
    if (bind_status == -1) {
        perror("bind");
        exit(1);
    }
    listen(sockfd,5);
    int addrlen = sizeof(cli_addr);
    while (1) {
        newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &addrlen);
        if (newsockfd == -1) {
            perror("accept");
            exit(1);
        }
        char buffer[256];
        int nbytes = recv(newsockfd, buffer, 256, 0);
        if (nbytes <= 0) {
            perror("recv");
            close(newsockfd);
            continue;
        }
        char response[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n<html><body><h1>Welcome to my Web Server!</h1></body></html>";
        int send_status = send(newsockfd, response, strlen(response), 0);
        if (send_status == -1) {
            perror("send");
        }
        close(newsockfd);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

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