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本章主要探索基于ipv4的socket

socket是基于tcp/ip和udp/ip封装的一套c语言的api，被称为套接字，通信的两端通过其来传递信息

服务端demo —- 客户端demo

注意: 案例demo需要先开启服务端，在开启客户端

Socket

socket的使用分为客户端和服务端，一个客户端只能连接一个服务端，一个服务端能被多个客户端连接

客户端和服务端的初始化和交互步骤，如下图所示

创建socket

创建socket的时候注意，这是tcp固定写法，且是ipv4协议的，ipv6协议的在固定地方追加6，详细可以参考ipv6的适配，或者参考GCDAsyncSocket(pod导入CocoaAsyncSocket)的源码

 /**
1: 创建socket
参数
 domain：协议域，又称协议族（family）。
 常用的协议族有AF_INET、AF_INET6、AF_LOCAL（或称AF_UNIX，Unix域Socket）、AF_ROUTE等。
 协议族决定了socket的地址类型，在通信中必须采用对应的地址，
 如AF_INET决定了要用ipv4地址（32位的）与端口号（16位的）的组合、
 AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
 
 type：指定Socket类型。
 常用的socket类型有SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM、SOCK_RAW、SOCK_PACKET、SOCK_SEQPACKET等。
 流式Socket（SOCK_STREAM）是一种面向连接的Socket，针对于面向连接的TCP服务应用。
 数据报式Socket（SOCK_DGRAM）是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
 
 protocol：指定协议。常用协议有IPPROTO_TCP、IPPROTO_UDP、IPPROTO_STCP、IPPROTO_TIPC等，
 分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。
 注意：1.type和protocol不可以随意组合，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。
 当第三个参数为0时，会自动选择第二个参数类型对应的默认协议。
 返回值:
 如果调用成功就返回新创建的套接字的描述符，如果失败就返回INVALID_SOCKET（Linux下失败返回-1）
 */
self.clientId = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (self.clientId == -1) {
    NSLog(@"创建socket失败");
    return;
}
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设置ip信息

设置ip信息为要连接的服务端的ip地址，可以用来保证访问到正确的服务器

/**
 __uint8_t    sin_len;          假如没有这个成员，其所占的一个字节被并入到sin_family成员中
 sa_family_t    sin_family;     一般来说AF_INET（地址族）PF_INET（协议族）
 in_port_t    sin_port;         // 端口
 struct    in_addr sin_addr;    // ip
 char        sin_zero[8];       没有实际意义,只是为了　跟SOCKADDR结构在内存中对齐
 */

struct sockaddr_in socketAddr;
socketAddr.sin_family = AF_INET;
//htons : 将一个无符号短整型的主机数值转换为网络字节顺序，
//不同cpu 是不同的顺序 (big-endian大尾顺序 , little-endian小尾顺序)
socketAddr.sin_port = htons(8040);//设置端口号
//inet_addr是一个计算机函数，功能是将一个点分十进制的IPv4地址转换成一个长整数型数
socketAddr.sin_addr.s_addr =  inet_addr("172.26.105.76"); //设置ip
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连接socket

开始连接服务器，连接完成后，可以像即使通信一样传递和接收消息了

连接服务器之前，一定要先打开测试服务器，否则会连接失败

/**
 参数
 参数一：套接字描述符
 参数二：指向数据结构sockaddr的指针，其中包括目的端口和IP地址
 参数三：参数二sockaddr的长度，可以通过sizeof（struct sockaddr）获得
 返回值
 成功则返回0，失败返回非0，错误码GetLastError()。
 */
int result = connect(self.clientId, (const struct sockaddr *)&socketAddr, sizeof(socketAddr));

if (result != 0) {
    NSLog(@"连接失败");
    return;
}else {
    NSLog(@"连接成功");
}
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发送、接收消息

经过了上面的步骤，连接成功后，便可以主动发送和接收消息了，我们连接完成后，可以马上进入接收消息的状态，为了保证及时接收到发送来的消息，需要不停通过recv方法读取缓存区的内容，避免内容堆积

接收消息

下面将接受消息的循环，放到了子线程里面接收了，并开启timer开启runloop(仅仅测试使用，实际可以根据情况设定)，也可以通过一个while循环

注意缓存区buffer的大小,代表了一次能读取多少数据，每次读取完的数据会在缓存区被移除，下次读取则是新的内容

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    [self reciveMessage];
});
//开始进入接收消息状态
- (void)reciveMessage {
    // 4. 接收数据
    /**
     recv
     参数
     1> 客户端socket
     2> 接收内容缓冲区地址
     3> 接收内容缓存区长度
     4> 接收方式，0表示阻塞，必须等待服务器返回数据
     
     返回值
     如果成功，则返回读入的字节数，失败则返回SOCKET_ERROR
     */
    //可以开启一个子线程，开启runloop在里面定时接收消息
    NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:0.2 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
        uint8_t buffer[1024];
        //实际接收消息的方法，接收的消息在buffer里面，注意buffer的大小，当数据满了数据会丢失
        ssize_t recvLen = recv(self.clientId, buffer, sizeof(buffer), 0);
        if (recvLen == 0) {
            NSLog(@"接收到了空白消息");
            return;
        }
        NSData *recvData = [NSData dataWithBytes:buffer length:recvLen];
        NSString *recvString = [[NSString alloc] initWithData:recvData encoding:NSUTF8StringEncoding];
        
        NSLog(@"接收到消息:%@", recvString);
    }];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
 }
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发送消息

发送消息相对于读取就更为简单了，直接调用send方法发送接口

const char *msg = self.tfMessage.text.UTF8String;
ssize_t sendLen = send(self.clientId,msg, strlen(msg), 0);
_tfMessage.text = @"";
NSLog(@"发送成功了%ld字节", sendLen);
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这样便可以实现客户端socket通信了

结束通信

结束通信，只需要拿出要结束的socketId即可，客户端结束，则传入客户端id，服务端结束，则传入服务端socketId，从服务端结束与某一个客户端的连接，则传入那个客户端的socketId即可

close(socketId)
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补充服务端部分

客户端相对于服务端不一样的就是绑定、监听、接收客户端连接，然后才开始可以接收客户端的信息，或者向某个客户端发送消息

服务端的绑定

与客户端的连接connect类似，只不过调用的是bind传入的是服务端的socketId

int bindResult = bind(self.serverId, (const struct sockaddr *)&socketAddr, sizeof(socketAddr));
if (bindResult == -1) {
    NSLog(@"绑定socket失败");
    return;
}
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服务端的监听

当服务端绑定socket之后，便可以监听客户端们的连接了，这里可以设定客户端的最大链接数量，以保证服务端的正常运行，避免服务器负载运行

//服务端开启监听，设置最大连接数量设置为5
int listenResult = listen(self.serverId, 5);
if (listenResult == -1) {
    NSLog(@"监听失败");
    return;
}
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开始等待客户端的连接

服务器开启监听后，可以准备接收客户端的连接，这里直接开启全部数量的连接通道，实际可以根据已连接数量，动态扩张连接渠道，以接收客户端连接，当然最大数量不能改变

//开始接收客户端的连接
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    [self acceptClientConnect];
}
    
    //监听客户端的连接
- (void)acceptClientConnect {
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        struct sockaddr_in client_address;
        socklen_t address_len;
        // accept函数
        int clientSocketId = accept(self.serverId, 
            (struct sockaddr *)&client_address, &address_len);
        self.currentClientId = clientSocketId;
        
        if (clientSocketId == -1) {
            NSLog(@"接受客户端错误: %u", address_len);
        }else{
            NSLog(@"接受客户端成功");
            [self receiveMessage:clientSocketId];
        }

    });
}
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