前段时间发了个TCP通信的例子，现在再来一个UDP通信的例子。这些可以作为样本程序，用到开发中。“裸写”socket老是记不住步骤，经常被鄙视……
下面的例子很简单，写一个UDP的server用于收包，写一个UDP的client用于发包并接收来自server的回复。其中UDP的client写了两个，一个是不需要connect的，另一个是带上connect的，两个client实现的功能是一样的。从效率上，带上connect的UDP肯定效率稍微高一些。不过UDP的connect和TCP里面非常不一样。在UDP里面connect的时候并没有三次握手的过程，但是它指定了与自己通信的对方的具体地址，内核中会将次地址记录下来，如果你的UDP就是在确定了两台机器之间传送信息，建议选取带有connect的套接字。connect之后与对方通信直接write或者read函数就可以，不用再指定对方ip和port，并且connect之后的套接字可以自动过滤掉不是来自指定通信方的信息。UDP可以调用多次connect函数，但是TCP套接字只能调用一次，再次调用会出现错误。
1. 首先是服务端的程序：
UDPserver.cpp
1 #include <stdio.h>
2 #include <string.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <sys/types.h>
5 #include <sys/socket.h>
6 #include <stdlib.h>
7 #include <netinet/in.h>
8 #include <arpa/inet.h>
9
10 #define PORT 1234
11 #define MAXDATASIZE 100
12
13 int main(void)
14 {
15 int sockfd;
16 struct sockaddr_in server;
17 struct sockaddr_in client;
18 socklen_t len;
19 int num;
20 char buf[MAXDATASIZE];
21 if((sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
22 {
23 perror("Creating socket failed.\n");
24 exit(1);
25 }
26 bzero(&server, sizeof(server));
27 server.sin_family = AF_INET;
28 server.sin_port = htons(PORT);
29 server.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
30 if(bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)
31 {
32 perror("Bind() error.\n");
33 exit(1);
34 }
35
36 len = sizeof(client);
37 while(1)
38 {
39 num = recvfrom(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&client, &len);
40 if(num < 0)
41 {
42 perror("recvfrom() error.\n");
43 exit(1);
44 }
45 buf[num] = ‘\0‘;
46 printf("You got a message <%s> from client. \nIt‘s ip is %s, port is %d. \n", buf, inet_ntoa(client.sin_addr),htons(client.sin_port));
47 sendto(sockfd, "Welcome\n", 8, 0, (struct sockaddr *)&client, len);
48 if ( !strcmp(buf, "bye") ){
49 break;
50 }
51 }
52 close(sockfd);
53 }
2. 然后，我们给出带有connect的客户端程序：
UDPclientWithConnect.cpp
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <string.h>
5 #include <sys/types.h>
6 #include <sys/socket.h>
7 #include <netinet/in.h>
8 #include <netdb.h>
9 #include <arpa/inet.h>
10
11 #define PORT 1234
12
13 #define MAXDATASIZE 100
14
15 int main(int argc, char *argv[])
16 {
17 int sockfd, num;
18 char buf[MAXDATASIZE];
19 struct hostent *he;
20 struct sockaddr_in server, peer;
21 if(argc != 3)
22 {
23 printf("Usage: %s <IP address> <message>\n", argv[0]);
24 exit(1);
25 }
26
27 if((sockfd=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
28 {
29 printf("socket() error\n");
30 exit(1);
31 }
32 bzero(&server, sizeof(server));
33 server.sin_family = AF_INET;
34 server.sin_port = htons(PORT);
35
36 server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
37 //server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
38 if(connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) == -1)
39 {
40 printf("connect() error.\n");
41 exit(1);
42 }
43
44 send(sockfd, argv[2], strlen(argv[2]), 0);
45
46 while(1)
47 {
48 if((num = recv(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0)) == -1)
49 {
50 printf("recv() error.\n");
51 exit(1);
52 }
53
54 buf[num] = ‘\0‘;
55 printf("Server Message: %s.\n", buf);
56 break;
57 }
58 close(sockfd);
59 }
3. 最后，再给一个不带connect的客户端程序。
UDPclientNoConnect.cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netdb.h>
#define PORT 1234
#define MAXDATASIZE 100
int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd, num;
char buf[MAXDATASIZE];
struct hostent *he;
struct sockaddr_in server, peer;
if(argc != 3)
{
printf("Usage: %s <IP address> <message>\n", argv[0]);
exit(1);
}
if((he = gethostbyname(argv[1]))==NULL)
{
printf("gethostbyname() error\n");
exit(1);
}
if((sockfd=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
{
printf("socket() error\n");
exit(1);
}
bzero(&server, sizeof(server));
server.sin_family = AF_INET;
server.sin_port = htons(PORT);
server.sin_addr = *( (struct in_addr *)he->h_addr);
sendto(sockfd, argv[2], strlen(argv[2]), 0, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server));
socklen_t len;
len = sizeof(server);
while(1)
{
if((num = recvfrom(sockfd, buf, MAXDATASIZE, 0, (struct sockaddr *)&peer, &len)) == -1)
{
printf("recvfrom() error\n");
exit(1);
}
if(len != sizeof(server) || memcmp((const void *)&server, (const void *)&peer, len) != 0 )
{
printf("Receive message from other server.\n");
continue;
}
buf[num] = ‘\0‘;
printf("Server Message: %s.\n", buf);
break;
}
close(sockfd);
}
执行一下命令进行编译：
$ g++ -o UDPserver UDPserver.cpp
$ g++ -o UDPclient2 UDPclientWithConnect.cpp
$ g++ -o UDPclient1 UDPclientNoConnect.cpp
完了以后就看到三个可执行文件了。
打开一个命令行，执行./UDPserver启动服务端程序，再打开另外一个命令行，执行./UDPclient1 127.0.0.1 "nihaonihao"或者./UDPclient2 127.0.0.1 "testtest"即可查看到以下效果：
[[email protected] ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPserver You got a message <nihaonihao> from client. It‘s ip is 127.0.0.1, port is 25595. You got a message <testtest> from client. It‘s ip is 127.0.0.1, port is 27396.
[[email protected] ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPclient1 127.0.0.1 "nihaonihao" Server Message: Welcome . [[email protected] ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPclient2 127.0.0.1 "testtest" Server Message: Welcome . [[email protected] ~/Cprog/udpCSmodel]$
最后再来解释一个带有connect的UDP的好处。由于UDP是不可靠传输，如果我发了数据出去，对方其实服务器是关闭的，这时会有什么结果呢？对于刚才的UDPclient1，也就是不带connect的，客户端程序会卡在recvfrom这里，因为对方是关闭的，它永远也收不到来自对方的回包。但是对于UDPclient2，也就是带有connect，我们其实可以收到一个错误，并设置errno（errno：111，connection refused）。这样看上去就比卡死在那里友好多了。对于这个问题的具体分析可以参考这篇文章：
[[email protected] ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPclient2 127.0.0.1 "testtest" recv() error. [[email protected] ~/Cprog/udpCSmodel]$ ./UDPclient1 127.0.0.1 "testtest" #注释：程序在这里卡死