socket 编程

#头文件

#include "co/sock.h"

API 在 co 命名空间。使用前需在 main 开头调用 flag::parse(argc, argv);。

sock_t 在全局命名空间。

#概述

基于协程的 socket API。
I/O 相关 API 不阻塞调度线程，必须在协程中调用。
出错可用 co::error() / co::strerror() 获取错误信息。

#地址 co::sockaddr

struct sockaddr {
    sockaddr();
    sockaddr(const char* host, uint16 port);
    bool valid() const;
    int af() const;
};

支持 IPv4、IPv6、域名解析。
af() 返回 AF_INET 或 AF_INET6。
可直接打印，格式 127.0.0.1:8080。

#I/O 事件类型

enum ev_t {
    ev_read = 1,
    ev_write = 2,
};

不支持按位或组合。

#创建 socket

sock_t co::tcp_socket(int af=0);
sock_t co::udp_socket(int af=0);
sock_t co::tcp_server_socket(const char* host, uint16 port, int backlog=4096);

af=0 默认 AF_INET。
创建的 socket 已是 non-block。
tcp_server_socket：创建 TCP socket，绑定地址并监听。

#socket 操作

int co::close(sock_t fd, int ms=0);
int co::bind(sock_t fd, const sockaddr& addr);
int co::listen(sock_t fd, int backlog=4096);
int co::connect(sock_t fd, const sockaddr& addr, int ms=-1);
sock_t co::accept(sock_t fd, sockaddr* addr=nullptr);

close(fd, ms)：延迟 ms 毫秒关闭，防恶意攻击。
connect：ms=-1 不超时，超时错误码 ETIMEDOUT。
accept 成功返回 socket，错误返回 (sock_t)-1，其余成功返回 0，错误返回 -1。

#收发

int co::recv(sock_t fd, void* buf, int n, int ms=-1);
int co::recvn(sock_t fd, void* buf, int n, int ms=-1);
int co::recvfrom(sock_t fd, void* buf, int n, sockaddr& addr, int ms=-1);
int co::send(sock_t fd, const void* buf, int n, int ms=-1);
int co::sendto(sock_t fd, const void* buf, int n, const sockaddr& addr, int ms=-1);

recv：单次读取，可能少于 n。
recvn：精确读取 n 字节，适合固定长度头部协议。
recvfrom：UDP 接收；函数返回时，addr 中填充发送方地址。
send：成功返回 n 表示全部发送；出错或超时状态未定义。
sendto：UDP 发送。
ms=-1 不超时，超时错误码 ETIMEDOUT。

#socket 选项

void co::set_reuseaddr(sock_t fd);
void co::set_tcp_nodelay(sock_t fd);
void co::set_tcp_keepalive(sock_t fd);
void co::set_send_buffer_size(sock_t fd, int n);
void co::set_recv_buffer_size(sock_t fd, int n);
void co::set_nonblock(sock_t fd);
void co::set_cloexec(sock_t fd); // 非 Windows

set_send_buffer_size / set_recv_buffer_size 必须在连接前调用。

#其它

int co::reset_tcp_socket(sock_t fd, int ms=0);
co::sockaddr co::peeraddr(sock_t fd);

reset_tcp_socket：重置连接，不进 timed_wait，一般用于服务端。
peeraddr：返回对端地址。

#示例

#TCP 客户端

#include "co/co.h"
#include "co/sock.h"
#include "co/print.h"

int main(int argc, char** argv) {
    flag::parse(argc, argv);

    go([] {
        co::sockaddr addr("127.0.0.1", 8080);
        sock_t fd = co::tcp_socket(addr.af());

        int r = co::connect(fd, addr, 3000);
        if (r != 0) {
            co::println("connect failed: ", co::strerror());
            co::close(fd);
            return;
        }

        const char* msg = "hello";
        r = co::send(fd, msg, 5, 3000);
        co::println("sent ", r, " bytes");

        char buf[128];
        r = co::recv(fd, buf, sizeof(buf), 3000);
        if (r > 0) co::println("recv: ", co::string(buf, r));

        co::close(fd);
    });

    co::sleep(5000);
    return 0;
}

#TCP 服务端

#include "co/co.h"
#include "co/sock.h"
#include "co/print.h"

int main(int argc, char** argv) {
    flag::parse(argc, argv);

    go([] {
        sock_t s = co::tcp_server_socket("0.0.0.0", 8080);
        if (s == (sock_t)-1) {
            co::println("listen failed: ", co::strerror());
            return;
        }

        while (true) {
            co::sockaddr addr;
            sock_t fd = co::accept(s, &addr);
            if (fd == (sock_t)-1) break;

            go([fd, addr] {
                co::println("accepted: ", addr);

                char buf[1024];
                int n = co::recvn(fd, buf, 4);
                if (n == 4) {
                    uint32 body_len = *(uint32*)buf;
                    co::string body;
                    body.resize(body_len);
                    co::recvn(fd, body.data(), body_len);
                    co::println("body: ", body);
                }

                co::close(fd);
            });
        }

        co::close(s);
    });

    co::sleep(60000);
    return 0;
}

#UDP

#include "co/co.h"
#include "co/sock.h"
#include "co/print.h"

int main(int argc, char** argv) {
    flag::parse(argc, argv);

    go([] {
        sock_t fd = co::udp_socket();
        co::sockaddr addr("127.0.0.1", 8080);

        const char* msg = "ping";
        co::sendto(fd, msg, 4, addr, 3000);

        char buf[128];
        co::sockaddr peer;
        int n = co::recvfrom(fd, buf, sizeof(buf), peer, 3000);
        if (n > 0) co::print("recvfrom ", peer, ": ", co::string(buf, n), '\n');

        co::close(fd);
    });

    co::sleep(5000);
    return 0;
}