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udp_socket

news 来源：原创 2025/7/28 3:03:10

文章目录

- UDP服务器封装
- - 系统调用socket
  - bind系统调用
  - bzero结构体清0
  - sin_family
  - 端口号
  - ip地址
  - inet_addr
  - recvfrom
  - sendto
- 新指令 netstat -naup (-nlup)
- 包装器的两种类型重命名方式
- - 包装器使用统一可调用类型
- 关键字 typedef 类型重命名
- 系统调用popen
- 关于inet_ntoa

UDP服务器封装

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系统调用socket

创建套接字

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返回值

socket返回依旧是一个文件，所以创建套接字的本质，底层就是打开一个文件，以前strcut file指向的是具体某一个磁盘上的设备，只不过我们的struct file指向的底层网卡设备，他就相当于一切皆文件。

有了对应的套接字之后未来就可以使用套接字来进行收发消息，但在进行各种收发之前，我们的服务器都必须得有一个参数socket的返回值，这个套接字创建之后呢，类比文件接口，把文件创建好得到了文件描述符，从此往后所有接口想对文件交互访问都得有fd,套接字的文件描述符同理。
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问题
服务器绑定的端口 and IP地址是什么？

bind系统调用

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要绑定就得用这个通用结构体，但是我们用的是sockaddr_in
每个字段都有细节
sin_zero 对应填充不管

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通用类型结构体头文件如图

bzero结构体清0

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使用这个结构体需要先把他清空
然后我们就填中结构题字段就可以了

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sin_family

sockaddr_in 里面有什么？我追进去怎么没看见sin_family字段？
利用了宏替换
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sa_family_t 实际上是短整型，我们就填对应的16位地址类型，AF_INET

端口号

如果今天双方通信时，我给对方发消息，对方要发消息回我，他得知道我，我就得把端口号发给过他。
说明端口号的信息将来一定要能够发送给对方的，无论客户端还是服务器也罢。
协议一个字段都没学，但网络通信本质就是进程间通信，我要把我的端口号带上还有正常消息都给对方发过去，对方处理完也能拿着我的端口号响应给我。
结论就是端口号在网络里来回发送。
所以端口号填充到结构体里必须保证他是网络字节序，因为该端口号是要给对方发送的。
这个代码在你系统里面编译是小端，必须转大端。

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ip地址

用户使用字符串IP传入也是字符串，而结构体中是要四字节的，字符串一个字符就是一字节明显不对应，所以需要转换
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整数转字符串
字符串转整形想告诉大家的是互相转难度不大

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ip地址也要在网络当中发送，不然怎么回复与相应，客户端和服务器之间。
如果IP要被网络使用，ip出了转化成4字节ip，ip还必须是网络序列的。
赋值part1-part4都是在你本机进行的计算。
把IP地址转化成网络序列的话，无非就根据当前机器是大端小端，决定赋值的顺序，要么就是part1 = 100 or part1 = 192, part1是结构体中地址最小的，192是数值权重最高的，这样写就是大端，反过来就是小端。
所以只是决定part1 到part4赋值顺序，就可以更改我们当前IP报文形成四字节是网络序列还是主机序列。
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ip必须string转四字节Ip
四字节uint32_t 类型ip 还必须是网络序列的。
上面图里这两个功能不用我们自己做

inet_addr

他做了两件工作字符串转uint32_t + 转大端
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至此这个结构体的信息只是在栈上，在用户空间而不是系统空间3-4G

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所以还没有与套接字关联，设置进内核

UDP核心步骤，创建套接字+绑定
基本都是固定形式，UDP就这么多。
接下来做的工作仅仅是收发消息。

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为什么是recvfrom 而不是 read or write ？
UDP不是面向字节流，是面向数据包，你就用不了read or write

recvfrom

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recvfrom收到以后读取返回值确定收到多少个字节数据

sendto

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flag 发送方式设置为0

新指令 netstat -naup (-nlup)

n能显示数字，就显示数字
a all所有
u udp
p 显示pid
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只要能用netstat 查到我们进程./udpserver就说明我们的服务器已经启动了。

今天虽然启动了，但仅仅是巧合，这里面有坑，我们得点出来。

一个关于IP
你查到本地地址绑定的IP是0.0.0.0，那你服务期的公网IP不是0.0.0.0啊,如果我们今天绑定服务器公网IP，你就会得到如下错误

云服务器禁止直接绑定公网ip,因为它做了虚拟化
bind(IP:0.0.0.0)，凡是发给我这台主机的数据，我们都要根据端口号向上交付 — 任意地址bind
因为服务器可能有两张网卡，两个Ip，你只绑定一个，另一个ip客户端的信息你就拿不上来
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“0.0.0.0”字符串转 uin32_t 本来就是0
所以结构体的另一种写法

从今往后虚拟机可以用公网ip，但是云服务器就端口，ip就0就行

一个关于port
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端口号 16位范围0~65535
我们一般绑定8000+往上不会有问题，你非要绑系统内定就sudo 去绑，我们不建议

就想说ip绑0，端口号8000以上的，就完了。

客户端

client 需要socket创建套接字，socket创建的网络文件描述符不用就close 关掉
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那client需要bind吗？
客户端一定要绑定，要有自己的ip和端口，这是套接字通信，客户端也要唯一性标识。
所以要！
只不过不需要用户显示的bind! 一般由os自由随机选择。

服务器的IP和端口不要一直变，不能随机绑定，让客户端找不到，他只能由程序员来绑是确定的。

而客户端的ip和端口是多少，其实不重要，只要保证主机上的唯一性就可以。
全是由客户端给服务器发信息，服务器就能知道客户端是谁，ip port如何如何

所以系统什么时候给我bind呢？
首次发送数据的时候！

那客户端怎么知道他要发给谁，请求那个服务器的ip port
这个工作由我们来做，通过命令行参数让用户输入请求的ip port
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怎么发
1.发什么数据 – 输入字符串
2.给谁发
我们可不止需要ip+port,同样需要构建struct sockaddr_in结构体

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今天客户端有可能从不同的服务器收发消息吗？
客户端一气发给好几个服务器ip 的sendto，所以有可能
有可能，但今天我们就一个

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最后客户端发什么字符串，服务器就给我返回什么字符串
就这样一来一回

域名其实就是ip地址
服务器一般做推广自己的域名ip,服务器的端口号约定好
今天我们客户端是利用命令行参数来进行直接绑定，服务器裸露自己的Ip和端口号

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包装器的两种类型重命名方式

你可以把包装器当成函数指针
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包装器使用统一可调用类型

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关键字 typedef 类型重命名

一般是重命名在默认类型后面，函数指针是中间
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把收发数据和处理数据做解耦
让main函数中调用Run方法时传入一个func_t类型的可调用类型方法，处理完数据再把结果发回去
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服务器收到消息把消息传递给我传进来的这个回调函数func，回调函数会把数据回调式的处理，处理完成之后把结果返回。

这样做的本质是对代码进行分层。
就是不要把字符串的处理放在我们的代码当中
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直接使用我们传进来的方法，在上层不关心网络通信了，消息是什么样的做加工处理就行。你可以返回echo 服务期简单的处理，也可以传入不同的回调方法处理命令返回结果。

没人规定网络udp只能发送字符串，我们也可以认为发送的是命令啊，在服务器上创建进程再把命令执行的结果返回
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这样写费时间，我们可以利用popen

系统调用popen

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封装起来的管道，和子进程执行命令的应用，，popen作用是把执行命令以字符串的形式给我，popen底层我会帮你fork，我会让父子进程建立管道，让子进程把结果通过管道返回给调用方，调用方如果想得到command运行结果，你可以通过文件指针方式读取，type如果是r相当于读方式打开文件。
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UDP应用场景

ExcuteCommand
简单聊天室
Udp 的socket是全双工的，允许被同时读写的
我们可以创建两个线程，一个线程不断的收消息，把用户加进来，另一个线程就不管的把消息广播出去。这就势必要有一个交换信息的区域，所以要加锁。

客户端一开始就不停的让我getline,让我输入消息，我只有输入消息才能收到消息？
getline这里直接就阻塞住了
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我们也没有讲怎么把接口设为非阻塞，到多路复用再说

所以客户端把整个代码多线程化
一个线程不断的输入，一个线程显示
未来我不输入，我也要能看到消息
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那线程安全吗？
无论TCP还是UDp都有自己独立的接收和发送缓冲区，所以不影响。

解决客户端输入输出的显示都混在一起的问题
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我们可以利用不同的shell终端文件来分开打印

测试代码，让本地应该向显示器文件打印重定向到终端文件中
此时就能做到与不同终端显示输出分离了

也就是我自己写的程序可以直接向另一个终端打印。

多线程文件描述符是共享的
因为收发都有cout向显示器输出，所以不能全都重定向到终端文件中，我们让收的往标准错误打，再把标准错误重定向到终端文件就可以了。
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windows端的客户端访问Linux服务期

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关于inet_ntoa

问题，你把字符串char* 起始地址给我了，关键是这字符串的空间在哪啊？
在函数内部把空间开辟好，把空间地址返回
手册说是放到了静态区，所以不用手动释放
如果你多次调用静态缓冲区会被覆盖
如果多线程重复调用次函数，就会出现；临界资源问题
书里说他不是线程安全问题，可能内部加了锁
我们建议可以用，但是后面用尽量不要用这个接口而改用inet_ntop
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学习方法
30分钟究竟说了啥，你自己用最简单的话总结出来
总结能力
你不要让老师总结，你自己总结出来，核心
重点有那几点
1
2
3
总结出来

记不住东西
艾宾浩斯遗忘曲线
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应该是在6天以内，一周，就重新复盘，多次重复
没复习一次就能得到20%，无限重复才能趋近100%
只有经过重复东西才真正是我们的。

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UDP服务器封装

系统调用socket

bind系统调用

bzero结构体清0

sin_family

端口号

ip地址

inet_addr

recvfrom

sendto

新指令 netstat -naup (-nlup)

包装器 的两种类型重命名方式

包装器使用统一可调用类型

关键字 typedef 类型重命名

系统调用popen

关于inet_ntoa

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