C++ TCP Socket 网络编程涉及 socket、bind、listen、accept、connect 等核心系统调用。内容详解各函数参数与返回值，并提供基于 C++ 类的 Socket 封装示例，涵盖头文件引用、错误处理及连接管理逻辑，帮助开发者快速掌握底层网络通信实现原理。
网络编程中的套接字（Socket）是通信的基本接口，允许不同计算机之间通过网络交换数据。套接字是计算机网络中通信的'端点'，通过它，应用程序可以与网络中的其他计算机进行数据通信。网络套接字接口提供了一种抽象的、平台无关的方式来进行进程间通信（IPC）或网络通信。
编写网络的常用 4 个头文件，基本常用的函数都在这 4 个头文件里面。
#include <sys/types.h> // 包含各种系统数据类型
#include <sys/socket.h> // 包含套接字操作相关函数和常量
#include <arpa/inet.h> // 包含与 Internet 地址转换相关的函数
#include <netinet/in.h> // 定义与网络字节序及 IPv4/IPv6 地址相关的结构体和常量
socket() 函数是创建网络通信套接字的基础。它用于创建一个套接字（socket）并返回一个套接字描述符（socket descriptor），这个描述符将被用来进行后续的网络通信（例如发送和接收数据）。
int socket(int domain, int type, int protocol);
AF_INET：IPv4 地址族（用于 TCP/IP 通信）。AF_INET6：IPv6 地址族。AF_UNIX：本地通信，适用于 Unix 域套接字。SOCK_STREAM：流套接字（用于 TCP）。SOCK_DGRAM：数据报套接字（用于 UDP）。SOCK_RAW：原始套接字，用于底层协议。0 让系统自动选择协议。
0：自动选择合适的协议。IPPROTO_TCP：用于 TCP。IPPROTO_UDP：用于 UDP。socket() 返回一个 非负整数，这是一个套接字描述符，代表这个套接字。该描述符将用于后续的套接字操作（如绑定、连接、发送数据等）。errno 来指示错误类型。int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
intsocket() 创建的套接字描述符。客户端使用该套接字发起连接请求。struct sockaddr *struct sockaddr 结构体的指针，包含了服务器的地址（IP 地址和端口号）。struct sockaddr_in（用于 IPv4 地址）或者 struct sockaddr_in6（用于 IPv6 地址）。这个结构体包含了目标服务器的 IP 地址和端口号。socklen_tsizeof(struct sockaddr_in) 或 sizeof(struct sockaddr_in6)，用于告诉 connect() 函数地址结构的实际长度。0，表示成功将套接字与指定的本地地址绑定。errno 设置为具体的错误码。int listen(int sockfd, int backlog);
intsocket() 创建的，并且应该已经通过 bind() 绑定了本地地址（如 IP 地址和端口）。intbacklog 参数设置了队列的最大长度。backlog 数量的连接请求，新的连接请求会被拒绝，或者它们会根据操作系统的实现策略被丢弃。backlog 值一般设置为 5 到 128，根据服务器的需求而定。对于高并发系统，可能需要更大的 backlog 值。0，表示成功将套接字转换为监听状态。-1，并设置 errno 以指示错误原因。int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
intsocket() 创建的套接字描述符。客户端使用该套接字发起连接请求。struct sockaddr *struct sockaddr 结构体的指针，包含了服务器的地址（IP 地址和端口号）。struct sockaddr_in（用于 IPv4 地址）或者 struct sockaddr_in6（用于 IPv6 地址）。这个结构体包含了目标服务器的 IP 地址和端口号。socklen_tsizeof(struct sockaddr_in) 或 sizeof(struct sockaddr_in6)，用于告诉 connect() 函数地址结构的实际长度。accept() 函数创建的，它与原始的监听套接字不同，可以用于数据发送和接收。-1，并设置 errno 以指示错误原因。intsocket() 创建的套接字描述符。客户端使用该套接字发起连接请求。struct sockaddr *struct sockaddr 结构体的指针，包含了服务器的地址（IP 地址和端口号）。struct sockaddr_in（用于 IPv4 地址）或者 struct sockaddr_in6（用于 IPv6 地址）。这个结构体包含了目标服务器的 IP 地址和端口号。socklen_tsizeof(struct sockaddr_in) 或 sizeof(struct sockaddr_in6)，用于告诉 connect() 函数地址结构的实际长度。0，表示连接成功。errno 来指示错误的具体原因。int close(int fd);
intsocket() 函数返回的套接字描述符（sockfd）。fd 是表示套接字的描述符，它可以是通过 socket() 创建的套接字描述符。关闭该描述符会释放套接字占用的资源。0，表示成功关闭套接字或文件描述符。errno 为具体的错误代码。#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include "log.hpp"
<iostream>：提供输入输出流的功能，常用于打印日志或错误信息。<string>：提供 C++ 标准库的字符串类 std::string，用于字符串处理。<cstring> 和 <strings.h>：用于处理字符串相关的操作，如 bzero() 和 strerror()。<sys/types.h> 和 <sys/socket.h>：提供套接字编程所需的类型定义和系统调用。<arpa/inet.h>：提供与 IP 地址转换相关的函数（如 inet_ntop() 和 inet_addr()）。<netinet/in.h>：定义了用于 IPv4 地址和端口的结构体和常量（如 sockaddr_in 和 htons()）。"log.hpp"：这是一个自定义的日志头文件，包含了日志记录相关的内容。lg() 函数用于记录日志，lg() 宏应该在 log.hpp 中定义。int backlog = 10;
enum err {
Socketerr = 1,
Bindeterr,
Listeneterr,
Accepteterr,
};
backlog：这是传递给 listen() 函数的参数，定义了监听队列的最大长度（即最大客户端连接数）。设置为 10。enum err：定义了与套接字相关的错误类型。
Socketerr = 1：表示套接字创建失败。Bindeterr：表示套接字绑定失败。Listeneterr：表示监听失败。Accepteterr：表示接受客户端连接失败。Sock() {}
~Sock() {}
void Socket() {
sockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sockfd_ < 0) {
lg(FATAL, "Socket error: %d,%s", errno, strerror(errno));
exit(Socketerr);
}
}
AF_INET：表示 IPv4 地址族。SOCK_STREAM：表示 TCP 流套接字（面向连接的套接字）。0：表示默认协议，通常是 TCP 协议。socket() 返回值小于 0，表示套接字创建失败，记录日志并退出程序，退出代码为 Socketerr。void Bind(uint16_t port) {
struct sockaddr_in peer;
socklen_t len = sizeof(peer);
bzero(&peer, len);
peer.sin_port = htons(port);
peer.sin_family = AF_INET;
peer.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
if (bind(sockfd_, (struct sockaddr*)&(peer), len) < 0) {
lg(FATAL, "Bind error: %d,%s", errno, strerror(errno));
exit(Bindeterr);
}
}
INADDR_ANY 将套接字绑定到所有可用的网络接口上，接受来自任何 IP 地址的连接。
htons()：将端口号从主机字节序转换为网络字节序。bind() 返回值小于 0，表示绑定失败，记录日志并退出程序，退出代码为 Bindeterr。void Listen() {
if (listen(sockfd_, backlog) < 0) {
lg(FATAL, "Listen error: %d,%s", errno, strerror(errno));
exit(Listeneterr);
}
}
backlog：监听队列的最大长度，定义最多能排队等待的连接数。listen() 返回值小于 0，表示监听失败，记录日志并退出程序，退出代码为 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: %d,%s", errno, strerror(errno));
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;
}
accept() 函数返回一个新的套接字 newfd，用于与客户端交换数据。inet_ntop() 将客户端的 IP 地址从二进制转换为字符串格式，ntohs() 将客户端的端口号转换为主机字节序。accept() 返回值小于 0，表示接受连接失败，记录日志并退出程序，退出代码为 Accepteterr。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: %d,%s", errno, strerror(errno));
return false;
}
return true;
}
inet_addr()：将 IP 地址从字符串转换为网络字节序的二进制格式。htons()：将端口号转换为网络字节序。connect() 失败，记录警告日志并返回 false，否则返回 true 表示连接成功。int GetFd() {
return sockfd_;
}
send()，recv() 等）。
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