Windows下的socket演示程序及加载DLL

Windows下的socket演示程序

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上节演示了 Linux 下的 socket 程序，这节来看一下 Windows 下的 socket 程序。同样，server.cpp 为服务器端代码，client 为客户端代码。

服务器端代码 server.cpp：

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment (lib, "ws2_32.lib")  //加载 ws2_32.dll
int main(){
    //初始化 DLL
    WSADATA wsaData;
    WSAStartup( MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    //创建套接字
    SOCKET servSock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    //绑定套接字
    struct sockaddr_in sockAddr;
    memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));  //每个字节都用0填充
    sockAddr.sin_family = PF_INET;  //使用IPv4地址
    sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");  //具体的IP地址
    sockAddr.sin_port = htons(1234);  //端口
    bind(servSock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));
    //进入监听状态
    listen(servSock, 20);
    //接收客户端请求
    SOCKADDR clntAddr;
    int nSize = sizeof(SOCKADDR);
    SOCKET clntSock = accept(servSock, (SOCKADDR*)&clntAddr, &nSize);
    //向客户端发送数据
    char *str = "Hello World!";
    send(clntSock, str, strlen(str)+sizeof(char), NULL);
    //关闭套接字
    closesocket(clntSock);
    closesocket(servSock);
    //终止 DLL 的使用
    WSACleanup();
    return 0;
}

客户端代码 client.cpp：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")  //加载 ws2_32.dll
int main(){
    //初始化DLL
    WSADATA wsaData;
    WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    //创建套接字
    SOCKET sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
    //向服务器发起请求
    struct sockaddr_in sockAddr;
    memset(&sockAddr, 0, sizeof(sockAddr));  //每个字节都用0填充
    sockAddr.sin_family = PF_INET;
    sockAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    sockAddr.sin_port = htons(1234);
    connect(sock, (SOCKADDR*)&sockAddr, sizeof(SOCKADDR));
    //接收服务器传回的数据
    char szBuffer[MAXBYTE] = {0};
    recv(sock, szBuffer, MAXBYTE, NULL);
    //输出接收到的数据
    printf("Message form server: %s\n", szBuffer);
    //关闭套接字
    closesocket(sock);
    //终止使用 DLL
    WSACleanup();
    system("pause");
    return 0;
}

将 server.cpp 和 client.cpp 分别编译为 server.exe 和 client.exe，先运行 server.exe，再运行 client.exe，输出结果为：
Message form server: Hello World!

Windows 下的 socket 程序和 Linux 思路相同，但细节有所差别：

1. Windows 下的 socket 程序依赖 Winsock.dll 或 ws2_32.dll，必须提前加载。DLL 有两种加载方式，请查看：动态链接库DLL的加载

2. Linux 使用“文件描述符”的概念，而 Windows 使用“文件句柄”的概念；Linux 不区分 socket 文件和普通文件，而 Windows 区分；Linux 下 socket() 函数的返回值为 int 类型，而 Windows 下为 SOCKET 类型，也就是句柄。

3. Linux 下使用 read() / write() 函数读写，而 Windows 下使用 recv() / send() 函数发送和接收。

4. 关闭 socket 时，Linux 使用 close() 函数，而 Windows 使用 closesocket() 函数。

Windows下使用WSAStartup()函数加载DLL

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本节讲解 Windows 下 DLL 的加载，学习 Linux Socket 的读者可以跳过。 WinSock（Windows Socket）编程依赖于系统提供的动态链接库(DLL)，有两个版本：

• 较早的DLL是 wsock32.dll，大小为 28KB，对应的头文件为 winsock1.h；
• 最新的DLL是 ws2_32.dll，大小为 69KB，对应的头文件为 winsock2.h。

几乎所有的 Windows 操作系统都已经支持 ws2_32.dll，包括个人操作系统 Windows 95 OSR2、Windows 98、Windows Me、Windows 2000、XP、Vista、Win7、Win8、Win10 以及服务器操作系统 Windows NT 4.0 SP4、Windows Server 2003、Windows Server 2008 等，所以你可以毫不犹豫地使用最新的 ws2_32.dll。

使用 DLL 之前必须把 DLL 加载到当前程序，你可以在编译时加载，也可以在程序运行时加载，我们已在《动态链接库DLL的加载：隐式加载(载入时加载)和显式加载(运行时加载)》进行了讲解。

这里使用#pragma命令，在编译时加载：

#pragma comment (lib, "ws2_32.lib")

WSAStartup() 函数

使用 DLL 之前，还需要调用 WSAStartup() 函数进行初始化，以指明 WinSock 规范的版本，它的原型为：

int WSAStartup(WORD wVersionRequested, LPWSADATA lpWSAData);

wVersionRequested 为 WinSock 规范的版本号，低字节为主版本号，高字节为副版本号（修正版本号）；lpWSAData 为指向 WSAData 结构体的指针。

关于 WinSock 规范

WinSock 规范的最新版本号为 2.2，较早的有 2.1、2.0、1.1、1.0，ws2_32.dll 支持所有的规范，而 wsock32.dll 仅支持 1.0 和 1.1。

wsock32.dll 已经能够很好的支持 TCP/IP 通信程序的开发，ws2_32.dll 主要增加了对其他协议的支持，不过建议使用最新的 2.2 版本。

wVersionRequested 参数用来指明我们希望使用的版本号，它的类型为 WORD，等价于 unsigned short，是一个整数，所以需要用 MAKEWORD() 宏函数对版本号进行转换。例如：

MAKEWORD(1, 2);  //主版本号为1，副版本号为2，返回 0x0201
MAKEWORD(2, 2);  //主版本号为2，副版本号为2，返回 0x0202

关于 WSAData 结构体

WSAStartup() 函数执行成功后，会将与 ws2_32.dll 有关的信息写入 WSAData 结构体变量。WSAData 的定义如下：

typedef struct WSAData {
    WORD           wVersion;  //ws2_32.dll 建议我们使用的版本号
    WORD           wHighVersion;  //ws2_32.dll 支持的最高版本号
    //一个以 null 结尾的字符串，用来说明 ws2_32.dll 的实现以及厂商信息
    char           szDescription[WSADESCRIPTION_LEN+1];
    //一个以 null 结尾的字符串，用来说明 ws2_32.dll 的状态以及配置信息
    char           szSystemStatus[WSASYS_STATUS_LEN+1];
    unsigned short iMaxSockets;  //2.0以后不再使用
    unsigned short iMaxUdpDg;  //2.0以后不再使用
    char FAR       *lpVendorInfo;  //2.0以后不再使用
} WSADATA, *LPWSADATA;

最后3个成员已弃之不用，szDescription 和 szSystemStatus 包含的信息基本没有实用价值，读者只需关注前两个成员即可。请看下面的代码：

#include <stdio.h>
#include <winsock2.h>
#pragma comment (lib, "ws2_32.lib")
int main(){
    WSADATA wsaData;
    WSAStartup( MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    printf("wVersion: %d.%d\n", LOBYTE(wsaData.wVersion), HIBYTE(wsaData.wVersion));
    printf("wHighVersion: %d.%d\n", LOBYTE(wsaData.wHighVersion), HIBYTE(wsaData.wHighVersion));
    printf("szDescription: %s\n", wsaData.szDescription);
    printf("szSystemStatus: %s\n", wsaData.szSystemStatus);
    return 0;
}

运行结果：
wVersion: 2.2
wHighVersion: 2.2
szDescription: WinSock 2.0
szSystemStatus: Running

ws2_32.dll 支持的最高版本为 2.2，建议使用的版本也是 2.2。

综上所述：WinSock 编程的第一步就是加载 ws2_32.dll，然后调用 WSAStartup() 函数进行初始化，并指明要使用的版本号。