0.libevent学习笔记，从阻塞式socket开始

本文看着这个链接去学的
https://libevent.org/libevent-book/
本文大量借助chatgpt，腾讯混元等网站，难免有错误，如果有问题欢迎提出，初衷仅为本人学习记录使用，我把我碰到的知识尽量记录下来，目前所有程序都是在windows上写的

Windows 上的socket API 和 Linux 的 socket API 非常相似，但并不完全一样。它们都基于 BSD 套接字（Berkeley Sockets）模型，但由于操作系统平台不同，存在一些差异。

功能	Winsock（Windows）	BSD/Linux
创建套接字	socket()	socket()
绑定地址	bind()	bind()
监听连接	listen()	listen()
接收连接	accept()	accept()
发送数据	send()	send()
接收数据	recv()	recv()
关闭连接	closesocket()	close()

API 名称和参数基本一致，所以很多网络编程代码可以在两个平台上少量修改后通用。

windows上使用socket api通信时需要先初始化

#ifdef _WIN32
	// 存储使用winsock时初始化需要的数据
	WSADATA wsa_data;
	// 调用WSAStartup需要传入Winsock 版本号。
	WSAStartup(0x0201, &wsa_data);
#endif

头文件

功能	Winsock	Linux
引入头文件	<winsock2.h>、<ws2tcpip.h>	<sys/socket.h>、<netinet/in.h>、<arpa/inet.h>、<unistd.h> 等
链接库	需链接 Ws2_32.lib	不需要额外链接

错误处理

操作	Winsock	Linux
错误码	WSAGetLastError()	errno
错误码名称	比如 WSAECONNRESET	比如 ECONNRESET

一个简单的阻塞tcp socket客户端程序

struct sockaddr_in sin;
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = htons(80);
inet_pton(AF_INET, "142.250.71.196", &sin.sin_addr);

int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);	// 选择tcp传输
if (fd < 0)
{
	std::cerr << "socket";
	return 1;
}
if (connect(fd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)))
{
	std::cerr << "connect";
	closesocket(fd);
	return 1;
}

const char query[] = "GET / HTTP/1.0\r\n"
	"Host:www.google.com\r\n"
	"\r\n";
const char* cp = query;
int n_written, remaining = strlen(query);
while (remaining > 0)
{
	n_written = send(fd, cp, remaining, 0);
	if (n_written <= 0)
	{
		std::cerr << "send";
		closesocket(fd);
		return 1;
	}
	remaining -= n_written;
	cp += n_written;
}
char buf[1024];
while (1)
{
	int result = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);
	if (result == 0)
		break;
	else if (result < 0)
	{
		std::cerr << "recv";
		break;
	}
	fwrite(buf, 1, result, stdout);
}

操作系统的原生 ​​Socket API​​ 本身是​​协议无关的​​，既支持 ​​TCP​​ 也支持 ​​UDP​​，具体协议类型由开发者在创建 Socket 时通过参数指定。
udp类型不需要connect，可以直接用sendto，指定ip和端口就可以直接发了

一个专门表示 IPv4 地址和端口号 的结构体变量sockaddr_in，htons的作用是将 主机字节序的端口号 40713 转换为 网络字节序（大端序）

struct sockaddr_in sin;
sin.sin_port = htons(40713);

什么是字节序？​​

​​字节序​​指计算机存储​​多字节数据（如16位/32位整数）​​的顺序，分为两种：

• ​​小端序（Little-Endian）​​：低位字节在前（常见于x86 CPU）。

• 例如：40713（十六进制 0x9F09）在内存中存储为 09 9F（低字节 0x09 在前）。

• ​​大端序（Big-Endian）​​：高位字节在前（网络标准、PowerPC等）。

• 同一数值存储为 9F 09（高字节 0x9F 在前）

操作系统采用​​小端序（Little-Endian）​​主要是由于历史原因和硬件设计优化，其优势体现在​​数据处理的效率​​和​​硬件设计的简化​​上。（我就不复制粘贴了，反正都是AI告诉我的）

​​TCP 粘包问题
TCP 是​​面向字节流​​的协议，它不保留应用层消息的边界，因此会导致​​粘包（Packet Sticking）​​问题。

​​什么是粘包？​​
​​粘包​​是指发送方多次调用 send() 发送的数据，在接收方的一次 recv() 中全部收到，导致多条消息“粘”在一起，无法区分原始消息边界。

​​示例​​
​​发送方​​：

send(sockfd, "Hello", 5, 0);  // 发送 "Hello"
send(sockfd, "World", 5, 0);  // 发送 "World"

​​接收方​​：

char buf[20];
recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0);  // 可能收到 "HelloWorld"（粘包）

粘包的原因​​

1. ​​ TCP 是字节流协议​​

• ​​不维护消息边界​​：TCP 只保证数据按顺序到达，不区分 send() 的调用次数。
• ​​数据可能合并或拆分​​：
• ​​Nagle 算法​​：TCP 默认会合并小数据包（减少网络开销）。
• ​​内核缓冲区机制​​：send() 的数据可能被拆分成多个 TCP 段，或合并成一个段发送。

2. ​​接收方缓冲区读取方式​​

• recv() 读取的是​​当前接收缓冲区中的所有可用数据​​，无法自动区分原始消息。

粘包的解决方案

​方法​​	​​适用场景​​	​​优点​​	​​缺点​​
​​固定长度​​	简单二进制协议	解析快，无需转义	浪费带宽
​​分隔符​​	文本协议（如HTTP）	灵活，人类可读	需处理转义
​​长度前缀​​	高效二进制协议	精准控制，无浪费	需预定义最大长度

​​TCP 拆包问题

TCP 拆包（Packet Splitting）是指发送方调用一次 send() 发送的数据，可能被 TCP 协议栈拆分成多个数据包传输，导致接收方需要多次 recv() 才能拼凑出完整消息。

啥是拆包
拆包​​是指一个完整的应用层消息被 TCP 分成多个数据包发送，接收方需要多次读取才能还原原始数据。
示例​​
​​发送方​​：
send(sockfd, "HelloWorld", 10, 0); // 发送 10 字节
​​接收方​​：

char buf[20];
recv(sockfd, buf, 5, 0);  // 第一次收到 "Hello"
recv(sockfd, buf + 5, 5, 0);  // 第二次收到 "World"