int socket(int af, int type, int protocol) // 函数调用成功，会返回一个标识这个套接字的文件描述符，失败则返回-1
// 展开
int socket(
int af, //地址族规范。
int type,//新套接字的类型规范。
int protocol//要使用的协议。
socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字，而socket()用于创建一个socket描述符（socket descriptor），它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样，后续的操作都有用到它，把它作为参数，通过它来进行一些读写操作。
正如可以给fopen的传入不同参数值，以打开不同的文件。创建socket的时候，也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符，socket函数的三个参数分别为：
af：即协议域，又称为协议族（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。
protocol：故名思意，就是指定协议。常用的协议有，IPPROTO_TCP、IPPTOTO_UDP、IPPROTO_SCTP、IPPROTO_TIPC等，它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议。
注意：并不是上面的type和protocol可以随意组合的，如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时，会自动选择type类型对应的默认协议。
当我们调用socket创建一个socket时，返回的socket描述字它存在于协议族（address family，AF_XXX）空间中，但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址，就必须调用bind()函数，否则就当调用connect()、listen()时系统会自动随机分配一个端口。
bind()函数
正如上面所说bind()函数把一个地址族中的特定地址赋给socket。例如对应AF_INET、AF_INET6就是把一个ipv4或ipv6地址和端口号组合赋给socket。
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
函数的三个参数分别为：
sockfd：即socket描述字，它是通过socket()函数创建了，唯一标识一个socket。bind()函数就是将给这个描述字绑定一个名字。
addr：一个const struct sockaddr *指针，指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同。
如ipv4对应的是：
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; /* address family: AF_INET */
in_port_t sin_port; /* port in network byte order */
struct in_addr sin_addr; /* internet address */
/* Internet address. */
struct in_addr {
uint32_t s_addr; /* address in network byte order */
ipv6对应的是：
struct sockaddr_in6 {
sa_family_t sin6_family; /* AF_INET6 */
in_port_t sin6_port; /* port number */
uint32_t sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */
struct in6_addr sin6_addr; /* IPv6 address */
uint32_t sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */
struct in6_addr {
unsigned char s6_addr[16]; /* IPv6 address */
addrlen：对应的是地址的长度。
通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址（如ip地址+端口号），用于提供服务，客户就可以通过它来接连服务器；而客户端就不用指定，有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind()，而客户端就不会调用，而是在connect()时由系统随机生成一个。
listen()、connect()
如果作为一个服务器，在调用socket()、bind()之后就会调用listen()来监听这个socket，如果客户端这时调用connect()发出连接请求，服务器端就会接收到这个请求。
int listen(int sockfd, int backlog);
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字，第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的，listen函数将socket变为被动类型的，等待客户的连接请求。
connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字，第二参数为服务器的socket地址，第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。
accept()
TCP服务器端依次调用socket()、bind()、listen()之后，就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()、connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后，就会调用accept()函数取接收请求，这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了，即类同于普通文件的读写I/O操作。
int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字，第二个参数为指向struct sockaddr *的指针，用于返回客户端的协议地址，第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功，那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字，代表与返回客户的TCP连接。
注意：accept的第一个参数为服务器的socket描述字，是服务器开始调用socket()函数生成的，称为监听socket描述字；而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字，它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字，当服务器完成了对某个客户的服务，相应的已连接socket描述字就被关闭。
recv()、send()
至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了，即实现了网咯中不同进程之间的通信！网络I/O操作有下面几组：
read()/write()
recv()/send()
readv()/writev()
recvmsg()/sendmsg()
recvfrom()/sendto()
如上函数的操作都大同小异，具体细节这里不做展开，这里以recv()/send()为例。
ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
recv函数是负责从fd中读取内容.当读成功时，read返回实际所读的字节数，如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了，小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的，如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。
send函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节数。失败时返回-1，并设置errno变量。 在网络程序中，当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。
send的返回值大于0，表示写了部分或者是全部的数据。
返回的值小于0，此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。
close()
在服务器与客户端建立连接之后，会进行一些读写操作，完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字，好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。
int close(int fd);
close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭，然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用，也就是说不能再作为read或write的第一个参数。
注意：close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1，只有当引用计数为0的时候，才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。
默认以windows为环境，编写该程序，流程如图
程序介绍：该程序实现从客户端向服务器发送一次数据传输，并在服务器显示出来
// Serve.cpp
#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // windows下socket编程需要引入该库
#define DEFAULT_PORT 5270 // 服务器端口
#define DEFAULT_ADDR "127.0.0.1" // 服务器地址
#define BUFFER_SIZE 1500 // 最大传输长度
using namespace std;
int main(){
// 初始化winsock库
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
int err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0) {
printf("初始化winsock失败，错误代码: %d\n", err);
return 1;
// 创建socket
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sock == -1) {
cout << "创建socket失败！" << endl;
return 1;
// 配置socket信息
struct sockaddr_in serv_addr;
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEFAULT_ADDR);
// 绑定ip与端口
int bind_res = bind(sock, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
if (bind_res == -1) {
cout << "绑定IP和端口号失败！" << endl;
return 1;
// 监听 ip:port
listen(sock, 20);
// 等待一个链接
struct sockaddr_in server_addr;
socklen_t server_addr_size = sizeof(server_addr);
int client_sock = accept(sock, (struct sockaddr *) &server_addr, &server_addr_size);
if (client_sock == -1) {
cout << "接收客户端连接失败。" << endl;
closesocket(client_sock);
return 1;
// 等待一个数据传回
char buffer[BUFFER_SIZE]{0};
int bytesRead = recv(client_sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (bytesRead <= 0) {
cout << "与客户端的连接断开或出错。" << endl;
return 1;
cout << buffer << endl;
// 关闭
closesocket(client_sock);
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 0;
// Client.cpp
#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // windows下socket编程需要引入该库
#define DEFAULT_PORT 5270 // 服务器端口
#define DEFAULT_ADDR "127.0.0.1" // 服务器地址
#define BUFFER_SIZE 1500 // 最大传输长度
using namespace std;
int main(){
// 初始化winsock库
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
int err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0) {
printf("初始化winsock失败，错误代码: %d\n", err);
return 1;
// 创建socket
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sock == -1) {
cout << "创建socket失败！" << endl;
return 1;
// 配置socket信息
struct sockaddr_in client_addr;
client_addr.sin_family = AF_INET;
client_addr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEFAULT_ADDR);
// 连接服务器
int connect_res = connect(sock, (struct sockaddr *) &client_addr, sizeof(client_addr));
if (connect_res == -1) {
cout << "连接服务器失败！可能服务器未开启。" << endl;
return 1;
// 向服务器发送数据
char buffer[BUFFER_SIZE]{0};
cin >> buffer;
if (send(sock, buffer, strlen(buffer), 0) == -1) {
cout << "无法向服务器发送消息。" << endl;
return 0;
cout << "发送成功!" << endl;
// 关闭
closesocket(connect_res);
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 0;
全双工通信-一对一
一服务器，一客户端
介绍全双工之前，先介绍多线程，由于recv和send不是并行的，不能同步发生作用，也就是存在阻塞，因此可以考虑引入多线程的概念（也有其他方法解决该问题，但是多线程更为方便），将发生与接受分离开，使用一个单独的线程进行管理，即可实现全双工通信，只需在单工通信的基础上修改一部分代码即可。流程图如下（这个图不是非常准确，因为在我的程序中send和recv是并行的，只不过懒得重绘，从网络中拿了一个类似的）
首先对server.cpp中的如下片段进行修改
// 等待一个数据传回
char buffer[BUFFER_SIZE]{0};
int bytesRead = recv(client_sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (bytesRead <= 0) {
cout << "与客户端的连接断开或出错。" << endl;
return 1;
vector<thread> clientThreads;
clientThreads.emplace_back(ServerSend, client_sock); // 注意，这里的client_sock由connect()的返回值得出
clientThreads.emplace_back(ServerRecv, client_sock);
// 再在外部定义函数
void ServerSend(int client_sock) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while(true){
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
cin.getline(buffer, sizeof(buffer));
getchar(); // 接受末尾回车符
if(send(client_sock, buffer, sizeof(buffer), 0) == -1){
cout << "无法向服务器发送消息。" << endl;
break;
cout << "发送成功!" << endl;
void ServerRecv(int client_sock) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while(true){
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
if(recv(client_sock, buffer, sizeof(buffer), 0) == -1){
cout << "无法向服务器发送消息。" << endl;
break;
cout << "Client: " << buffer << endl;
Client.cpp也做相同修改，具体修改这里不指出，需要注意的点如下
clientThreads.emplace_back(ServerSend, sock); // 这里的sock由socket()的的返回值得出
clientThreads.emplace_back(ServerRecv, sock);
完整代码如下：
// Server.cpp
#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <thread>
#include <vector>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // windows下socket编程需要引入该库
#define DEFAULT_PORT 5270 // 服务器端口
#define DEFAULT_ADDR "127.0.0.1" // 服务器地址
#define BUFFER_SIZE 1500 // 最大传输长度
using namespace std;
vector<thread> clientThreads;
// 再在外部定义函数
void ServerSend(int sock) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while(true){
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
cin.getline(buffer, sizeof(buffer));
if(send(sock, buffer, sizeof(buffer), 0) == -1){
cout << "无法向客户端发送消息。" << endl;
break;
cout << "发送成功!" << endl;
void ServerRecv(int sock) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while(true){
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int bytesRead = recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (bytesRead <= 0) {
cout << "与客户端的连接断开或出错。" << endl;
break;
cout << "Client: " << buffer << endl;
int main(){
system("chcp 65001");
// 初始化winsock库
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
int err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0) {
printf("初始化winsock失败，错误代码: %d\n", err);
return 1;
// 创建socket
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sock == -1) {
cout << "创建socket失败！" << endl;
return 1;
// 配置socket信息
struct sockaddr_in serv_addr;
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEFAULT_ADDR);
// 绑定ip与端口
int bind_res = bind(sock, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
if (bind_res == -1) {
cout << "绑定IP和端口号失败！" << endl;
return 1;
// 监听 ip:port
listen(sock, 20);
// 等待一个链接
struct sockaddr_in server_addr;
socklen_t server_addr_size = sizeof(server_addr);
int client_sock = accept(sock, (struct sockaddr *) &server_addr, &server_addr_size);
if (client_sock == -1) {
cout << "接收客户端连接失败。" << endl;
closesocket(client_sock);
return 1;
clientThreads.emplace_back(ServerSend, client_sock);
clientThreads.emplace_back(ServerRecv, client_sock);
// 结束进程
for(auto & clientThread : clientThreads){
clientThread.join();
// 关闭
closesocket(client_sock);
closesocket(sock);
WSACleanup();
system("pause");
return 0;
// Client.cpp
#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <thread>
#include <vector>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib") // windows下socket编程需要引入该库
#define DEFAULT_PORT 5270 // 服务器端口
#define DEFAULT_ADDR "127.0.0.1" // 服务器地址
#define BUFFER_SIZE 1500 // 最大传输长度
using namespace std;
vector<thread> clientThreads;
// 再在外部定义函数
void ClientSend(int sock) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while(true){
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
cin.getline(buffer, sizeof(buffer));
if(send(sock, buffer, sizeof(buffer), 0) == -1){
cout << "无法向服务器发送消息。" << endl;
break;
cout << "发送成功!" << endl;
void ClientRecv(int sock) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while(true){
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int bytesRead = recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (bytesRead <= 0) {
cout << "与服务器的连接断开或出错。" << endl;
break;
cout << "Server: " << buffer << endl;
int main(){
system("chcp 65001");
// 初始化winsock库
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
int err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0) {
printf("初始化winsock失败，错误代码: %d\n", err);
return 1;
// 创建socket
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sock == -1) {
cout << "创建socket失败！" << endl;
return 1;
// 配置socket信息
struct sockaddr_in client_addr;
client_addr.sin_family = AF_INET;
client_addr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEFAULT_ADDR);
// 连接服务器
int connect_res = connect(sock, (struct sockaddr *) &client_addr, sizeof(client_addr));
if (connect_res == -1) {
cout << "连接服务器失败！可能服务器未开启。" << endl;
return 1;
clientThreads.emplace_back(ClientSend, sock);
clientThreads.emplace_back(ClientRecv, sock);
// 结束进程
for(auto & clientThread : clientThreads){
clientThread.join();
// 关闭
closesocket(connect_res);
closesocket(sock);
WSACleanup();
system("pause");
return 0;
全双工通信-一对多（聊天室）
一服务器，多客户端，说白了也就是一个聊天室
相信你看到这里，已经对socket通信的整个流程比较熟悉了，因此这里不过多的介绍，只简单提供一下思路，具体的代码将会在之后的GitHub链接中给出。
实现该功能也非常简单，我们只要对accept()套上一个循环，这样就可以对每一个connect()请求都响应，同时connect请求也会为每一个客户端分配一个唯一的client_sock，但新的问题又出现了，我们不能为每一个客户端都设置一个单独的send/recv线程，这回极大的消耗服务器资源，因此更好的做法，是使用一个总管函数，用来管理消息的发送（广播消息让每一个客户端都能收到其他客户端的消息）
为了区分不同的客户端，我们可以使用一个结构体来存储客户端的名称，以及他发送的消息，使用专业的称呼，即TCP报文（UDP的称之为数据报）
// 客户端报文
struct ClientMsg {
in_addr ipAddress; // 存储客户端的IP地址
unsigned int time, online; // 存储时间戳，在线人数
char SourceName[20], Message[1024]; // 存储发送者姓名，发送的消息
同时，socket的数据传输是面向字节流的，因此我们不能直接将ClientMsg报文传输，而是在发送前将其编码为字节流，接收后将其解码为结构化的数据。编码和解码的方式也非常简单，直接字符填充即可，如下所示：
// 将结构体序列化为字节流
void decode(char *buffer, ClientMsg &obj) {
memcpy(buffer, &obj, sizeof(ClientMsg));
// 将字节流反序列化为结构体
void encode(char *buffer, ClientMsg &obj) {
memcpy(&obj, buffer, sizeof(ClientMsg));
使用单独的handle处理每个connect()请求，也就是使用单独的线程与每个客户端进行通信
// 单独处理每个加入的客户端
void handleClient(int client_sock, const ClientInfo &cInfo) {
// 将新连接的客户端套接字加入全局列表
connectedClients.insert(client_sock);
cout << "[" << timeToTimeStr(time(NULL)) << " "
<< inet_ntoa(cInfo.ipAddress) << ":" << cInfo.port << " "
<< cInfo.userName << "] 加入了连接。当前在线："
<< connectedClients.size() << " 人" << endl;
auto broadcast = [&](int x){
// 广播新用户 [加入 or 离开] 聊天室通知
ClientMsg joinLink{cInfo.ipAddress, (unsigned int) time(NULL), (unsigned int) connectedClients.size()};
memcpy(joinLink.SourceName, cInfo.userName.c_str(), sizeof(joinLink.SourceName));
string str = string((x == 0) ? "] 加入" : "] 离开") + "了聊天室。当前在线：";
string strTemp = str + to_string(connectedClients.size() - x) + " 人";
memcpy(joinLink.Message, strTemp.c_str(), strlen(strTemp.c_str()));
broadcastMessage(joinLink, client_sock);
broadcast(0);
char buffer[BUFFER_SIZE];
while (true) {
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int bytesRead = recv(client_sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
// 连接断开
if (bytesRead <= 0) {
cout << "[" << timeToTimeStr(time(NULL)) << " "
<< inet_ntoa(cInfo.ipAddress) << ":" << cInfo.port << " "
<< cInfo.userName << "] 断开了连接。当前在线："
<< connectedClients.size() - 1 << " 人" << endl;
broadcast(1);
break;
ClientMsg cmsg;
encode(buffer, cmsg);
memset(cmsg.SourceName, 0, sizeof(cmsg.SourceName));
cout << "[" << timeToTimeStr(cmsg.time) << " "
<< inet_ntoa(cInfo.ipAddress) << ":" << cInfo.port << " "
<< cInfo.userName << cmsg.Message << endl;
// 待广播包
cmsg.ipAddress = cInfo.ipAddress;
cmsg.online = connectedClients.size();
memcpy(cmsg.SourceName, cInfo.userName.c_str(), cInfo.userName.length());
// 广播消息给所有客户端
broadcastMessage(cmsg, client_sock);
// 删除当前套接字
connectedClients.erase(client_sock);
// 关闭连接
closesocket(client_sock);
同时，服务器也可以发送广播消息给客户端，使用如下线程解决
// 服务器主动发送广播报文
void ServerBroadcastSend(void) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while(true) {
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
cin.getline(buffer, sizeof(buffer));
// getchar(); // 接受遗留的换行符
in_addr serverAddr;
inet_pton(AF_INET, DEFAULT_ADDR, &serverAddr);
ClientMsg sendBag{serverAddr, (unsigned long)time(NULL),
(unsigned long)connectedClients.size(), "Server]: "};
memcpy(sendBag.Message, buffer, strlen(buffer));
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
decode(buffer, sendBag);
for(int clientSock : connectedClients){
send(clientSock, buffer, sizeof(buffer), 0);
项目完整代码如下：
// Server.cpp
#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <thread>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <unordered_set>
#include <time.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#define DEFAULT_PORT 5270
#define DEFAULT_ADDR "127.0.0.1"
#define BUFFER_SIZE 1500
using namespace std;
// client 标记
struct ClientInfo {
string userName;
in_addr ipAddress;
int port;
// 客户端报文
struct ClientMsg {
in_addr ipAddress;
unsigned int time, online;
char SourceName[20], Message[1024];
// 将结构体序列化为字节流
void decode(char *buffer, ClientMsg &obj) {
memcpy(buffer, &obj, sizeof(ClientMsg));
// 将字节流反序列化为结构体
void encode(char *buffer, ClientMsg &obj) {
memcpy(&obj, buffer, sizeof(ClientMsg));
// 时间戳转时间字符串
string timeToTimeStr(time_t timeStamp) {
struct tm *timeinfo = nullptr;
char buffer[80];
timeinfo = localtime(&timeStamp);
strftime(buffer, 80, "%H:%M:%S", timeinfo);
return string(buffer);
vector<thread> clientThreads; // 为每个用户分配一个线程
unordered_set<int> connectedClients; // 存储所有连接的客户端套接字
// 广播消息给所有客户端
void broadcastMessage(ClientMsg &message, int currentSock) {
char buffer[BUFFER_SIZE]{0};
decode(buffer, message);
for (int clientSock: connectedClients) {
if (clientSock != currentSock) {
send(clientSock, buffer, sizeof(buffer), 0);
// 服务器主动发送广播报文
void ServerBroadcastSend(void) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while(true) {
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
cin.getline(buffer, sizeof(buffer));
// getchar(); // 接受遗留的换行符
in_addr serverAddr;
inet_pton(AF_INET, DEFAULT_ADDR, &serverAddr);
ClientMsg sendBag{serverAddr, (unsigned long)time(NULL),
(unsigned long)connectedClients.size(), "Server]: "};
memcpy(sendBag.Message, buffer, strlen(buffer));
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
decode(buffer, sendBag);
for(int clientSock : connectedClients){
send(clientSock, buffer, sizeof(buffer), 0);
// 单独处理每个加入的客户端
void handleClient(int client_sock, const ClientInfo &cInfo) {
// 将新连接的客户端套接字加入全局列表
connectedClients.insert(client_sock);
cout << "[" << timeToTimeStr(time(NULL)) << " "
<< inet_ntoa(cInfo.ipAddress) << ":" << cInfo.port << " "
<< cInfo.userName << "] 加入了连接。当前在线："
<< connectedClients.size() << " 人" << endl;
auto broadcast = [&](int x){
// 广播新用户 [加入 or 离开] 聊天室通知
ClientMsg joinLink{cInfo.ipAddress, (unsigned int) time(NULL), (unsigned int) connectedClients.size()};
memcpy(joinLink.SourceName, cInfo.userName.c_str(), sizeof(joinLink.SourceName));
string str = string((x == 0) ? "] 加入" : "] 离开") + "了聊天室。当前在线：";
string strTemp = str + to_string(connectedClients.size() - x) + " 人";
memcpy(joinLink.Message, strTemp.c_str(), strlen(strTemp.c_str()));
broadcastMessage(joinLink, client_sock);
broadcast(0);
char buffer[BUFFER_SIZE];
while (true) {
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int bytesRead = recv(client_sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
// 连接断开
if (bytesRead <= 0) {
cout << "[" << timeToTimeStr(time(NULL)) << " "
<< inet_ntoa(cInfo.ipAddress) << ":" << cInfo.port << " "
<< cInfo.userName << "] 断开了连接。当前在线："
<< connectedClients.size() - 1 << " 人" << endl;
broadcast(1);
break;
ClientMsg cmsg;
encode(buffer, cmsg);
memset(cmsg.SourceName, 0, sizeof(cmsg.SourceName));
cout << "[" << timeToTimeStr(cmsg.time) << " "
<< inet_ntoa(cInfo.ipAddress) << ":" << cInfo.port << " "
<< cInfo.userName << cmsg.Message << endl;
// 待广播包
cmsg.ipAddress = cInfo.ipAddress;
cmsg.online = connectedClients.size();
memcpy(cmsg.SourceName, cInfo.userName.c_str(), cInfo.userName.length());
// 广播消息给所有客户端
broadcastMessage(cmsg, client_sock);
// 删除当前套接字
connectedClients.erase(client_sock);
// 关闭连接
closesocket(client_sock);
int main() {
system("chcp 65001");
// 定义变量->获取winsock版本->加载winsock库->初始化->创建套接字->设置套接字选项->特定操作->关闭套接字->卸载winsock库
// 初始化winsock库
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
int err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0) {
printf("初始化winsock失败，错误代码: %d\n", err);
return 1;
// 创建socket
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sock == -1) {
cout << "创建socket失败！" << endl;
return 0;
// 配置socket信息
struct sockaddr_in serv_addr;
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
serv_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEFAULT_ADDR);
// 绑定ip与端口
int bind_res = bind(sock, (struct sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));
if (bind_res == -1) {
cout << "绑定IP和端口号失败！" << endl;
return 0;
// 监听 ip:port
cout << "服务器启动，开始监听5270端口。" << endl;
listen(sock, 20);
thread ServerSend(ServerBroadcastSend); // 服务器广播报文
while (true) {
struct sockaddr_in server_addr;
socklen_t server_addr_size = sizeof(server_addr);
int client_sock = accept(sock, (struct sockaddr *) &server_addr, &server_addr_size);
if (client_sock == -1) {
cout << "接收客户端连接失败。" << endl;
closesocket(client_sock);
break;
char userName[BUFFER_SIZE]{0};
int bytesRead = recv(client_sock, userName, sizeof(userName), 0);
if (bytesRead <= 0) {
cout << "与客户端的连接断开或出错。" << endl;
break;
// 保存客户端信息
ClientInfo cInfo{userName, server_addr.sin_addr, ntohs(server_addr.sin_port)};
// 启动一个新的线程处理客户端连接
clientThreads.emplace_back(handleClient, client_sock, cInfo);
// 等待所有线程结束
for (auto &thread: clientThreads) {
thread.join();
ServerSend.join();
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 0;
// Client.cpp
#include <iostream>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <thread>
#include <string>
#include <unistd.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#define DEFAULT_PORT 5270
#define DEFAULT_ADDR "127.0.0.1"
#define BUFFER_SIZE 1500
using namespace std;
// 客户端报文
struct ClientMsg {
in_addr ipAddress;
unsigned int time, online;
char SourceName[20], Message[1024];
// 将结构体序列化为字节流
void decode(char *buffer, ClientMsg &obj) {
memcpy(buffer, &obj, sizeof(ClientMsg));
// 将字节流反序列化为结构体
void encode(char *buffer, ClientMsg &obj) {
memcpy(&obj, buffer, sizeof(ClientMsg));
string timeToTimeStr(time_t timeStamp) {
struct tm *timeinfo = nullptr;
char buffer[80];
timeinfo = localtime(&timeStamp);
strftime(buffer, 80, "%H:%M:%S", timeinfo);
return string(buffer);
// 接收线程
void receiveThread(int sock) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
while (true) {
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
int bytesRead = recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (bytesRead <= 0) {
cout << "与服务器的连接断开或出错。" << endl;
break;
ClientMsg cmsg;
encode(buffer, cmsg);
cout << "[" << timeToTimeStr(cmsg.time) << " "
<< inet_ntoa(cmsg.ipAddress) << " "
<< cmsg.SourceName << cmsg.Message << endl;
// 发送线程
void sendThread(int sock) {
char buffer[BUFFER_SIZE];
ClientMsg cmsg;
while (true) {
cin.sync(); // 清空输入缓存
// 清空缓存
memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
memset(cmsg.SourceName, 0, sizeof(cmsg.SourceName));
memset(cmsg.Message, 0, sizeof(cmsg.Message));
cin.getline(buffer, sizeof(buffer));
// getchar();
if(strlen(buffer) == 0){
cout << "禁止非空输入！" << endl;
continue;
if (strcmp(buffer, "quit") == 0) {
exit(0);
string userInput(string("]: ") + buffer);
cmsg.time = time(NULL);
memcpy(cmsg.Message, userInput.c_str(), userInput.length());
decode(buffer, cmsg);
if (send(sock, buffer, sizeof(buffer), 0) == -1) {
cout << "无法向服务器发送消息。" << endl;
break;
} else {
cout << "发送成功！" << endl;
int main() {
system("chcp 65001");
// 初始化winsock库
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
int err = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (err != 0) {
printf("初始化winsock失败，错误代码: %d\n", err);
return 1;
// 创建socket
int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (sock == -1) {
cout << "创建socket失败！" << endl;
return 0;
// 配置socket信息
struct sockaddr_in client_addr;
client_addr.sin_family = AF_INET;
client_addr.sin_port = htons(DEFAULT_PORT);
client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(DEFAULT_ADDR);
int connect_res = connect(sock, (struct sockaddr *) &client_addr, sizeof(client_addr));
if (connect_res == -1) {
cout << "连接服务器失败！可能服务器未开启。" << endl;
closesocket(connect_res);
closesocket(sock);
WSACleanup();
system("pause");
return 0;
cout << "\n请输入你的昵称：";
char userName[BUFFER_SIZE];
cin >> userName;
if (send(sock, userName, strlen(userName), 0) == -1) {
cout << "无法向服务器发送消息。" << endl;
closesocket(connect_res);
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 0;
cout << "您好：" << userName << "，欢迎使用聊天室！" << endl;
// 启动接收和发送线程
thread receiveThreadObj(receiveThread, sock);
thread sendThreadObj(sendThread, sock);
// 等待线程结束
receiveThreadObj.join();
sendThreadObj.join();
closesocket(connect_res);
closesocket(sock);
WSACleanup();
return 0;
输出展示：
真实服务器运行
如果你有服务器的话，那么你也完全可以在服务器上运行该项目，只需要将Server.cpp中的DEFAULT_ADDR修改为服务器的地址，并同时在服务器上设置防火墙对DEFAULT_PORT放行，如下图
1.拥有一个服务器
2.放行端口
3.在服务器上重编译Server.cpp，因为当前项目的环境是windows的，不能直接在ubuntu上运行，需要稍作修改，这并不麻烦，请自行搜索windows迁移ubuntu的方法，之后在ubutu上重编译在运行即可，如下图
4.修改本地项目的DEFAULT_ADDR的地址为服务器的公网IP地址，重编译，在运行即可，当然也可以叫上你远方的小伙伴（不在同一局域网内）和你一同测试，如下图，其中一个伙伴在济南，而我在武汉，我将程序发给他之后，也能进行通信
完整项目代码
DaYangtuo247/Cpp_socket_multithreading_project: C++ socket multithreading (github.com)
C++linuxsocket多线程项目经验
