C++ TCP Socket 网络编程基础与封装实战 | 极客日志

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C++ TCP Socket 网络编程基础与封装实战

深入解析 C++ TCP Socket 网络编程，涵盖 socket、bind、listen、accept、connect 等核心系统调用。通过封装基础 Sock 类演示连接管理、字节序转换及错误处理细节，提供从理论到实战的完整实现思路，适合希望掌握底层网络机制的开发者。

ArchDesign发布于 2026/3/29更新于 2026/4/251 浏览

C++ TCP Socket 网络编程基础与封装实战

前言

网络编程的核心在于套接字（Socket），它是不同计算机间通信的'端点'。通过 Socket 接口，应用程序可以抽象地访问网络资源，实现进程间通信或跨机器数据交换。

核心头文件

编写网络程序通常依赖以下四个标准头文件，它们涵盖了大部分常用函数与常量定义：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>

基础接口详解

socket

创建通信端点的入口。返回的描述符是后续所有操作的基础。

int socket(int domain, int type, int protocol);

domain：地址族，如 AF_INET（IPv4）。
type：类型，SOCK_STREAM 对应 TCP，SOCK_DGRAM 对应 UDP。
protocol：协议，设为 0 由系统自动选择。成功返回非负描述符，失败返回 -1 并置位 errno。

bind

将套接字绑定到本地地址（IP + 端口）。

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

注意这里的 addr 指的是本机要绑定的地址，而非服务器地址。通常使用 INADDR_ANY 监听所有网卡。

listen

将 TCP 套接字转为被动监听状态。

int listen(int sockfd, int backlog);

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

int close(int fd);

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
// #include "log.hpp" // 自定义日志模块

int backlog = 10;
enum err { Socketerr = 1, Bindeterr, Listeneterr, Accepteterr };

void Socket() {
    sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sockfd_ < 0) {
        // lg(FATAL, "Socket error...");
        exit(Socketerr);
    }
}

void Bind(uint16_t port) {
    struct sockaddr_in peer;
    socklen_t len = sizeof(peer);
    bzero(&peer, len);
    peer.sin_port = htons(port);      // 主机序转网络序
    peer.sin_family = AF_INET;
    peer.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    
    if(bind(sockfd_, (struct sockaddr*)&(peer), len) < 0) {
        // lg(FATAL, "Bind error...");
        exit(Bindeterr);
    }
}

void Listen() {
    if(listen(sockfd_, backlog) < 0) {
        // lg(FATAL, "Listen error...");
        exit(Listeneterr);
    }
}

int Accept(std::string * clientip, uint16_t* clientport) {
    struct sockaddr_in peer;
    socklen_t len = sizeof(peer);
    bzero(&peer, len);
    int newfd = accept(sockfd_, (struct sockaddr*)&(peer), &len);
    if(newfd < 0) {
        // lg(FATAL, "Accept error...");
        exit(Accepteterr);
    }
    char ip[64];
    inet_ntop(AF_INET, &peer.sin_addr.s_addr, ip, sizeof(ip));
    *clientip = ip;
    *clientport = ntohs(peer.sin_port);
    return newfd;
}

bool Connect(const std::string& ip, const uint16_t& port) {
    struct sockaddr_in peer;
    socklen_t len = sizeof(peer);
    bzero(&peer, len);
    peer.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());
    peer.sin_port = htons(port);
    peer.sin_family = AF_INET;
    
    int n = connect(sockfd_, (struct sockaddr*)&(peer), len);
    if(n < 0) {
        // lg(WARNING, "Connect error...");
        return false;
    }
    return true;
}

int GetFd() { return sockfd_; }