Linux下Socket的简单使用及最简化封装

/*
* 文件功能： linux 下套接字简化操作函数
* 文件名称： linux_socket.h
* 建立时间： 2007 年 07 月 19 号
* 创建作者： wlzqi
* 使用语言： C 或 C++ 语言
* 使用环境： Linux + Windows
* 函数要求： 
*    + 函数相对比较底层
*    + 只使用系统ＡＰＩ和Ｃ库，不能使用任何第三方库
*    + 不可以用全局变量
*    + 使用比较频繁
*    + 具有模块化（函数不要嵌套）
*    +   要有足够强壮性和高效
*    +   要经过一定强度的本地测试
*    + 尽量不使用动态分配内存（特殊情况可慎重添加）
*    + 所有变量必须字节对齐
* 代码要求：
*    + 尽量减少临时变量
*    + 算法要精炼
*    + 临时变量名要使用英文或英文缩写或英文词组单词首字母，并且英文要准确（不要超过１２个字母）
*    + 函数名要求将函数功能描述清楚，单词之间要用 _ 连接。例如：analyze_string 分解字符串、
*    　execute_sql 执行ＳＱＬ语句、get_database_field_name 得到数据库字段名称.....等
*    + 所有函数均使用小写字母拼写
*    + 符号 ,和; 后要有一空格、符号 & * 要紧挨右边的变量、符号++ 要紧挨左边的变量、所有运算符
*     两边都要留有空格
*    + if 和 for 、where 等要和紧挨的 '(' 符号间留有一空格
*    + 合理运用空行使代码清晰易读
* 注释风格：
*    + 注释要得当风格要统一
*    + 注释只能在代码之上（只能使用/**/）和同行（可以使用//和/**/）两种风格
*    + 如果注释和代码同行，则要求必须空出两个 Tab 键
*    + 注释内容和注释符之间要有一空格
*    + 如果注释要分行写则要求具有以下样子
*     /* 
*    　    * 注释内容
*    　    * 注释内容
*    　    * */
*    + 函数功能注释必须有：函数说明、参数说明、返回说明、注意事项、使用举例
* 注意事项：
*    + 如遇本文件中的函数与系统函数功能相同时，因优先考虑使用本文件中的函数
*    + '必须'保证编译时不出现警告信息
*   + 缺省情况下，给一个已经断开连接（非法断开）的地址发送数据程序会退出，所以建议不要使用默认的
*    缺省设置。建议应用根据需要处理 SIGPIPE 信号，至少不要用系统缺省的处理方式处理这个信号
*    ，系统缺省的处理方式是退出进程，这样你的应用就很难查处处理进程为什么退出。
*    如果调用 signal(SIGPIPE, SIG_IGN); 那么程序在对方已断开的情况下发送数据就会返回 -1，errno 号为 EPIPE(32)
*    如果调用 signal(SIGPIPE, function_name); 那么程序在对方已断开的情况下发送数据首先会 SIGPIPE 响应函数，然后返回 -1，errno 号为 EPIPE(32)
*    如果在发送数据中对方断开，那么发送端会先返回已发送的数据字节数，在下次再调用发送时返回 -1，errno 号为 ECONNRESET(104) 
*    建议使用 signal 处理信号，避免进程莫名退出和描述符泄露和死连接
* 已加模块：
*    + socket_format_err   格式化 socket 错误信息
*   + socket_format_herr 自定义格式化 socket 错误信息
*    + socket_create     创建 Socket
*    + socket_connect    连接 Socket
*   + socket_bind      邦定本地端口
*   + socket_listen     监听本地端口描述符
*   + socket_accept     接受 Socket 连线
*    + socket_send      发送数据包
*    + socket_recv      接收数据包
*    + socket_send_pack   打包发送数据包
*    + socket_recv_pack   接收打包的数据包
*    + close_socket     关闭套接字
* */

#ifndef LINUX_SOCKET_H_
#define LINUX_SOCKET_H_


#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <signal.h>
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/*---------------------------------------------------------------------------*/

/* 定义 SOCKET 变量 */
typedef int SOCKET;

#ifndef boolean
#define boolean
/* 定义布尔型变量 */
typedef enum boolean {false, true} bool;
#endif

#ifndef FALSE
#define FALSE   (0) 
#endif

#ifndef TRUE
#define TRUE (!FALSE)
#endif

/* 定义布尔型变量 */
#ifndef BOOLLEAN
#define BOOLLEAN
typedef int BOOL;
#endif

/* 定义NULL字符 */
#ifndef NULL
#define NULL 0
#endif

/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 格式化 socket 错误信息
* 参数说明： 无
* 返回说明： 返回错误描述信息文本
* 注意事项： 
* 使用举例：

* */
char * socket_format_err()
{
return (char *)hstrerror(h_errno);
}

/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 自定义格式化 socket 错误信息
* 参数说明： pszErr 要在系统错误信息描述前添加的自己的文字
* 返回说明： 无
* 注意事项： 
* 使用举例： socket_format_herr("Warning");
*     输出 Warning: xxxx.....

* */
void socket_format_herr(const char * pszErr)
{
herror(pszErr);
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 创建 Socket
* 参数说明： nTimeR   接收超时（秒），0表示不受限
*       nTimeS   发送超时（秒），0表示不受限
* 返回说明： 返回-1表示失败。否则返回被创建的socket
* 注意事项： 函数内使用了端口重新绑定
* 使用举例： 1． socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 10, 10) TCP
*       2． socket_create(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP, 0, 0)     UDP 
* */
SOCKET socket_create(const int nAf, const int nType, const int nProtocol, const int nTimeS, const int nTimeR)
{
static SOCKET m_sock;

#ifndef WIN32
struct timeval tv;
#endif

m_sock = -1;
m_sock = socket(nAf, nType, nProtocol);
if (m_sock == -1) return -1;


#ifdef WIN32

nTimeS *= 1000;
nTimeR *= 1000;
/* 发送时限 */
if (setsockopt(m_sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, (char *)&nTimeS, sizeof(int)) < 0)
   return -1;
/* 接收时限 */
if (setsockopt(m_sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (char *)&nTimeR, sizeof(int)) < 0)
   return -1;
#else
tv.tv_usec = 0;
tv.tv_sec = nTimeS;
/* 发送时限 */
if (setsockopt(m_sock, SOL_SOCKET, SO_SNDTIMEO, &tv, sizeof(tv)) < 0)
   return -1;
tv.tv_sec = nTimeR;
/* 接收时限 */
if (setsockopt(m_sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv, sizeof(tv)) < 0)
   return -1;
#endif

return m_sock;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 连接 Socket
* 参数说明： socket   套接字
*        pcszIp   IP
*        nPort    端口
* 返回说明： 返回 false 表示失败。
* 注意事项： 
* 使用举例： 1． SOCKET socke;
*      if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 0, 0)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*      if (socket_connect(socke, "192.168.12.111", 9000) == false) return false;
* */
bool socket_connect(const SOCKET socket, const char * pcszIp, const unsigned nPort)
{
   struct sockaddr_in svraddr;

   svraddr.sin_family = AF_INET;
   svraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(pcszIp);
   svraddr.sin_port = htons(nPort);
   if (connect(socket, (struct sockaddr *)&svraddr, sizeof(svraddr)) == -1) return false;
   return true;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能：邦定本地端口到描述符
* 参数说明：nPort 需要邦定的本地端口
* 返回说明：返回 false 表示失败。
* 注意事项：
* 使用举例：
*     if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 0, 0)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*     if (socket_bind(socke, 9000) == false) return false;
* */
bool socket_bind(const SOCKET socket, const unsigned nPort)
{
int nOpt = 1;
struct sockaddr_in svraddr;

svraddr.sin_family = AF_INET;
svraddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
svraddr.sin_port = htons(nPort);

if (setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char*)&nOpt, sizeof(nOpt)) < 0) return false;
if (bind(socket, (struct sockaddr*)&svraddr, sizeof(svraddr)) == -1) return false;

return true;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能：监听本地端口描述符
* 参数说明：nBacklog 设置请求排队的最大长度，常用量为 5
* 返回说明：返回 false 表示失败。
* 注意事项：
* 使用举例：
*     if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 0, 0)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*     if (socket_bind(socke, 9000) == false) return false;
*     if (socket_listen(socke, 5) == false) return false;
* */
bool socket_listen(const SOCKET socket, const int nBacklog)
{
if (listen(socket, nBacklog) == -1) return false;
return true;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能：接受 Socket 连线 
* 参数说明：pszCliIp [OUT] 对方IP地址
* 返回说明：成功返回客户 socket 描述符，否则返回 -1。
* 注意事项：
* 使用举例：
*     SOCKET m_sock;
*     char szCliIP[16];
*     if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 0, 0)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*     if (socket_bind(socke, 9000) == false) return false;
*     if (socket_listen(socke, 5) == false) return false;
*     memset(szCliIP, 0, 16);
*     m_sock = socket_accept(socke, szCliIP);
* */
SOCKET socket_accept(const SOCKET socket, char * pszCliIp)
{
static SOCKET m_sock;
struct sockaddr_in cliaddr;

socklen_t addrlen = sizeof(cliaddr);
m_sock = accept(socket, (struct sockaddr*)&cliaddr, &addrlen);
if (m_sock == -1) return -1;

if (pszCliIp != NULL) sprintf(pszCliIp, "%s", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr));
return m_sock;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 发送 Socket 包
* 参数说明： socket   套接字
*        pszBuff   待发送缓冲区
*        nLen   待发送包长度
* 返回说明： 返回-1表示失败。否则返回实际已发送的字节数
* 注意事项： nFlags一般取 0
* 使用举例： 1． SOCKET socke;
*      char szBuff[512];
*      memset(szBuff, 0, 512);
*
*      if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 0, 0)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*      if (socket_connect(socke, "192.168.12.111", 9000) == false) return false;
*      // 拷贝待发送字节到缓冲区
*      socket_send(socke, szBuff, strlen(szBuff), 0);
* */
int socket_send(const SOCKET socket, const char * pszBuff, const int nLen, const int nFlags)
{
int nBytes = 0;
int nCount = 0;

while (nCount < nLen) {
  
   nBytes = send(socket, pszBuff + nCount, nLen - nCount, nFlags);
   if (nBytes <= 0) {

    return -1;
   }
   nCount += nBytes;
}

return nCount;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 接收 Socket 包
* 参数说明： socket   套接字
*     pszBuff   待接收缓冲区
*     nLen   待接收包长度
* 返回说明： 返回-1表示失败。否则返回实际接收的字节数
* 注意事项： nFlags一般取 0
* 使用举例： 1． SOCKET socke;
*      char szBuff[512];
*      memset(szBuff, 0, 512);

*      if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 10)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*      if (socket_connect(socke, "192.168.12.111", 9000) == false) return false;
*      // 拷贝待发送字节到缓冲区
*      socket_send(socke, szBuff, strlen(szBuff), 0);
*      socket_recv(socke, szBuff, strlen(szBuff), 0);
* */
int socket_recv(const SOCKET socket, char * pszBuff, const int nLen, const int nFlags)
{
return recv(socket, pszBuff, nLen, nFlags);
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 打包发送 Socket 包
* 参数说明： socket   套接字
*     pszBuff   待发送缓冲区
*     nLength_all 待发送包总长度
*     unPack_Size 一次发送的字节数
* 返回说明： 返回-1表示失败。否则返回实际发送的字节数
* 注意事项： 
* 使用举例： 1． SOCKET socke;
*      char szBuff[512];
*      memset(szBuff, 0, 512);

*      if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 10)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*      if (socket_connect(socke, "192.168.12.111", 9000) == false) return false;
*      // 拷贝待发送字节到缓冲区
*      socket_send_pack(socke, szBuff, strlen(szBuff), 512);
* */
unsigned long socket_send_pack(const SOCKET socket, const char * pszBuff, const unsigned long nLength_all, const unsigned unPack_Size)
{
int nLength = 0;
   long nAddLengths = 0;
      
   while(nAddLengths < nLength_all) {
   
    if ((nLength = socket_send(socket, pszBuff + nAddLengths, unPack_Size, 0)) < 0) {
               
       break;
     }
     nAddLengths += nLength;
   }
   return nAddLengths;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 接收打包 Socket 包
* 参数说明： socket   套接字
*     pszBuff   待接收缓冲区
*     nLength_all 待接收包总长度
*     unPack_Size 一次接收的字节数
* 返回说明： 返回-1表示失败。否则返回实际接收的字节数
* 注意事项： 
* 使用举例： 1． SOCKET socke;
*      char szBuff[512];
*      memset(szBuff, 0, 512);

*      if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 10)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*      if (socket_connect(socke, "192.168.12.111", 9000) == false) return false;
*      // 拷贝待发送字节到缓冲区
*      socket_send_pack(socke, szBuff, strlen(szBuff), 512);
*      socket_recv_pack(socke, szBuff, 2048, 512);
* */
int socket_recv_pack(const SOCKET socket, char *pszBuff, const unsigned long nLength_all, const unsigned unPack_Size)
{

int nLength = 0;
unsigned long nAddLengths;
nAddLengths = 0;

while (nAddLengths < nLength_all) {

   if ((nLength = socket_recv(socket, pszBuff + nAddLengths, unPack_Size, 0)) < 0) {
   
    break;
   }
   nAddLengths += nLength;
}
return nAddLengths;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/* 函数功能： 关闭 Socket
* 参数说明： socket   套接字
* 返回说明： 返回false表示失败。否则返回实际接收的字节数
* 注意事项： 
* 使用举例： 1． SOCKET socke;
*      char szBuff[512];
*      memset(szBuff, 0, 512);
* 
*      if ((socke = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, 10)) == -1) {
*  
*       return false;
*      }
*      if (socket_connect(socke, "192.168.12.111", 9000) == false) return false;
*      // 拷贝待发送字节到缓冲区
*      socket_send_pack(socke, szBuff, strlen(szBuff), 512);
*      socket_recv_pack(socke, szBuff, 2048, 512);
*      socket_close(socke);
* */
bool socket_close(const SOCKET socket)
{
return close(socket) == 0 ? true : false;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
/*---------------------------------------------------------------------------*/

#endif /*LINUX_SOCKET_H_*/