1. 创建Socket

cpp

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

• 功能：创建一个网络通信端点（socket）

• 参数说明：

  • AF_INET：使用IPv4协议族（Address Family）

  • SOCK_STREAM：使用TCP协议（面向连接的流式套接字）

  • 0：协议自动选择（TCP对应IPPROTO_TCP）

• 返回值：sockfd是socket文件描述符（类似文件句柄），后续操作都基于它

• 类比：就像打电话前先要有一部电话机

2. 定义服务器地址结构

cpp

struct sockaddr_in serveraddr;

• 功能：定义一个IPv4地址结构体变量

• 包含信息：IP地址、端口号、协议族

• 类比：相当于填写收信人的地址信息

3. 清空地址结构

cpp

memset(&serveraddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));

• 功能：将serveraddr结构体所有字节设置为0

• 参数：

  • &serveraddr：要清空的地址

  • 0：填充的值

  • sizeof(...)：清空的大小

• 作用：确保结构体中无垃圾数据，只使用明确设置的字段

4. 设置协议族

cpp

serveraddr.sin_family = AF_INET;

• 功能：指定地址族为IPv4

• 必须与socket()中保持一致

5. 设置IP地址

cpp

serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

• INADDR_ANY：通配地址（0.0.0.0）

  • 表示监听服务器上所有网络接口（包括localhost、局域网IP等）

• htonl()：Host TO Network Long

  • 将主机字节序转换为网络字节序（大端序）

• s_addr：32位IP地址

• 好处：服务器有多个IP时，自动接受发往任一IP的连接

6. 设置端口号

cpp

serveraddr.sin_port = htons(2048);

• 2048：自定义端口号（1024以下需要root权限）

• htons()：Host TO Network Short

  • 将16位端口号转换为网络字节序

• 类比：相当于确定打电话时的分机号

7. 绑定地址到socket

cpp

if (-1 == bind(sockfd, (struct sockaddr*)&serveraddr, sizeof(struct sockaddr)))
{
    perror("bind");
    return -1;
}

• 功能：将socket与指定的IP和端口绑定

• 参数：

  • sockfd：之前创建的socket

  • (struct sockaddr*)：强制类型转换（通用socket地址类型）切换成addr型，从而能够识别出来。直接用addr不好用

  • struct sockaddr_in（IPv4）的内存布局：
    ┌─────────────┬─────────────┬─────────────┬─────────────┐
    │  sin_family  │   sin_port  │  sin_addr   │  sin_zero   │
    │   (2 bytes)  │  (2 bytes)  │  (4 bytes)  │  (8 bytes)  │
    └─────────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────┘
    总大小: 16字节

    强制转换为 struct sockaddr 后，内核这样看：
    ┌─────────────┬─────────────────────────────────┐
    │  sa_family  │           sa_data                │
    │  (2 bytes)  │           (14 bytes)             │
    └─────────────┴─────────────────────────────────┘
    总大小: 16字节

  • sizeof(...)：地址结构体大小

• 检查：bind失败返回-1，打印错误信息

• 类比：相当于给电话机分配电话号码

• 常见错误：端口已被占用（Address already in use）

8. 监听连接

cpp

listen(sockfd, 10);

• 功能：将socket变为被动监听状态，等待客户端连接

• 参数：

  • sockfd：绑定了地址的socket

  • 10：backlog（等待连接队列的最大长度）

    • 表示最多允许10个客户端等待连接

    • 超过的客户端会收到连接拒绝

• 类比：电话铃响时，最多有10个人同时等待接听

连接列表初始化部分

c

connlist[sockfd].fd = sockfd;

• 将当前socket文件描述符存储到连接列表中

• connlist应该是一个全局的连接信息数组

• 以sockfd作为索引，便于快速查找

c

connlist[sockfd].recv_t.accept_callback = accept_cb;

• 设置接收回调函数

• accept_cb应该是处理新连接的回调函数

• 这体现了事件驱动的编程思想

epoll创建部分

c

epfd = epoll_create(1);  //int size

• 创建epoll实例

• 参数1是提示内核epoll事件表的大小（Linux 2.6.8后该参数被忽略，但必须>0）

• 返回epoll文件描述符，用于后续的epoll操作

事件注册部分

c

set_event(sockfd, EPOLLIN, 1);

• 自定义函数，将sockfd添加到epoll监听

• 监听EPOLLIN（可读）事件

• 第三个参数1可能表示添加事件（不是修改或删除）

事件数组定义

c

struct epoll_event events[1024] = {0};

• 定义事件数组，用于存储epoll_wait返回的事件

• 大小1024，表示一次最多处理1024个事件

• {0}将数组所有元素初始化为0

主循环开始

c

while(1){

• 无限循环，持续处理网络事件

epoll等待事件

c

int nready = epoll_wait(epfd, events, 1024, -1);

• 等待事件发生

• 参数：epfd（epoll实例），events（返回的事件数组），1024（最大事件数），-1（无限超时）

• 返回就绪的事件数量

事件处理循环

c

int i = 0;
for(i=0; i < nready; i++)

• 遍历所有就绪的事件

获取连接描述符

c

int connfd = events[i].data.fd;

• 从事件数据中获取触发事件的socket描述符

• data.fd通常存储socket描述符

可读事件处理

c

if (events[i].events & EPOLLIN){

• 检查事件类型是否为可读事件

• 使用位与操作判断

c

int count = connlist[connfd].recv_t.recv_callback(connfd);

• 调用对应的接收回调函数

• 从连接列表中获取该连接的回调函数

• 传入connfd参数，回调函数负责实际的数据接收

c

printf("recv  count: %d<-- buffer:%s\n", count, connlist[connfd].rbuffer);

• 打印接收到的数据信息

• count：接收的字节数

• rbuffer：存储接收数据的缓冲区

可写事件处理

c

} else if(events[i].events & EPOLLOUT){

• 处理可写事件（当socket发送缓冲区可写时触发）

c

printf("send --> buffer: %s\n", connlist[connfd].wbuffer);
int count = connlist[connfd].send_callback(connfd);

• 打印要发送的数据

• 调用发送回调函数进行实际的数据发送

• wbuffer：待发送的数据缓冲区

主循环结束

c

    }
}

• 结束事件处理循环

• 结束while无限循环

程序暂停

c

getchar();

• 等待用户输入字符

• 防止程序立即退出

• 通常用于调试或保持服务器运行

结构体 conn_item 详细讲解

这是一个网络连接项的结构体定义，用于管理每个socket连接的相关数据和回调函数。

1. 基础成员

c

int fd;

• 文件描述符：存储socket连接的文件描述符

• 作用：唯一标识一个网络连接

• 范围：通常是大于等于3的整数（0、1、2分别代表stdin、stdout、stderr）

2. 接收缓冲区相关

c

char rbuffer[BUFFER_LENGTH];
int rlen;

• rbuffer：接收数据缓冲区

  • 存储从socket接收到的数据

  • BUFFER_LENGTH应该是预定义的宏，如#define BUFFER_LENGTH 1024

  • 循环利用，用于暂存接收的数据

• rlen：接收数据长度

  • 记录当前rbuffer中有效数据的长度

  • 范围：0 到 BUFFER_LENGTH

  • 用于跟踪已接收但未处理的数据量

3. 发送缓冲区相关

c

char wbuffer[BUFFER_LENGTH];
int wlen;

• wbuffer：发送数据缓冲区

  • 存储待发送到socket的数据

  • 同样大小由BUFFER_LENGTH定义

  • 用于暂存要发送的数据

• wlen：待发送数据长度

  • 记录wbuffer中待发送的数据长度

  • 用于发送时知道要发送多少字节

  • 发送完成后通常重置为0

4. 回调函数联合体

c

union{
    RCALLBACK accept_callback;
    RCALLBACK recv_callback;
} recv_t;

这是一个联合体（union），它有两个成员但共享同一块内存：

• 设计意图：

  • 同一个连接不可能同时既是监听socket又是普通连接socket

  • 监听socket需要accept_callback（接受新连接）

  • 普通连接需要recv_callback（接收数据）

  • 使用union可以节省内存

• accept_callback：接受连接回调

  • 仅用于监听socket

  • 当有新连接到达时调用

  • 负责accept新连接并初始化

• recv_callback：接收数据回调

  • 仅用于已建立的连接

  • 当有数据可读时调用

  • 负责从socket读取数据到rbuffer

5. 发送回调

c

RCALLBACK send_callback;

• send_callback：发送数据回调

  • 用于所有需要发送数据的连接

  • 当socket可写（EPOLLOUT事件）时调用

  • 负责从wbuffer发送数据到socket

6. 回调函数类型

c

typedef int (*RCALLBACK)(int fd);

假设RCALLBACK是这样定义的：

• 是一个函数指针类型

• 参数：int fd（连接的文件描述符）

• 返回值：int（通常表示处理的数据长度或状态）

函数 set_event 详细讲解

这是一个用于操作epoll事件的自定义函数，主要功能是向epoll实例添加新事件或修改已存在事件。

函数签名

c

int set_event(int fd, int event, int flag)

• 返回值：int（但函数中没有return语句，这是不规范的）

• 参数1 fd：要监控的文件描述符

• 参数2 event：要监控的事件类型（如EPOLLIN、EPOLLOUT）

• 参数3 flag：操作标志（1表示添加，0表示修改）

函数内部逻辑

1. 参数判断

c

if(flag){ //1 add, 0 mod

• flag作为布尔值使用

• 非0（通常是1）：执行添加操作

• 0：执行修改操作

2. 添加事件分支（flag为真）

c

struct epoll_event ev;
ev.events = event;
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev);

详细说明：

• struct epoll_event ev：声明epoll事件结构体

• ev.events = event：设置要监听的事件类型

  • 可以是单个事件：EPOLLIN、EPOLLOUT、EPOLLERR等

  • 也可以是组合：EPOLLIN | EPOLLET（边缘触发）

• ev.data.fd = fd：将文件描述符存入data联合体

  • 当事件触发时，epoll_wait会返回这个data

  • 也可以存储指针：ev.data.ptr = &some_struct

• epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev)：

  • epfd：全局的epoll文件描述符

  • EPOLL_CTL_ADD：操作类型，表示添加

  • 将fd和对应的事件ev添加到epoll监听列表

3. 修改事件分支（flag为假）

c

struct epoll_event ev;
ev.events = event;
ev.data.fd = fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_MOD, fd, &ev);

• 基本结构与添加分支相同

• 区别在于使用EPOLL_CTL_MOD操作类型

• 用于修改已存在的fd的监听事件

• 常见场景：原本只监听读，现在需要同时监听写