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从一个 Socket 开始，
理解 TCP 连接。

C Socket API 学习笔记。以下讨论 Linux / POSIX 环境中的阻塞式 TCP；Windows Winsock 的初始化与关闭方式有所不同。

01 / 两端如何建立连接

Socket 是操作系统提供的通信接口。对于 TCP，服务端先绑定地址并等待连接，客户端再连接这个地址。建立连接后，两端都可以发送和接收字节。

服务端：socket → bind → listen → accept → recv / send → close

客户端：socket → connect → send / recv → close

accept() 返回一个新的连接描述符；原来的监听描述符继续接受其他连接。程序需要分别关闭它们。

02 / 常用 API

函数	作用	留意什么
`socket()`	创建通信端点	IPv4 TCP 常用 AF_INET、SOCK_STREAM。
`bind()`	指定本地地址和端口	演示服务优先绑定 127.0.0.1，避免意外对公网开放。
`listen()`	进入监听状态	backlog 是待处理连接队列相关参数，并非总用户数。
`accept()`	取出一条新连接	阻塞模式下会等待连接到达。
`connect()`	连接远端地址	失败时检查地址、端口、路由和 errno。
`send() / recv()`	写入 / 读取字节流	一次调用不保证传输完整应用消息。
`close()`	释放描述符	包括失败路径，都需要正确清理。

03 / 连接本机端口的最小示例

这个程序仅建立连接，然后关闭。请先在本机 127.0.0.1:8080 启动你自己的 TCP 测试服务；没有监听服务时，连接失败是正常结果。

#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>

int main(void) {
    int fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (fd == -1) { perror("socket"); return 1; }

    struct sockaddr_in peer = {0};
    peer.sin_family = AF_INET;
    peer.sin_port = htons(8080);
    if (inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &peer.sin_addr) != 1) {
        close(fd);
        return 1;
    }
    if (connect(fd, (struct sockaddr *)&peer, sizeof peer) == -1) {
        perror("connect");
        close(fd);
        return 1;
    }
    puts("connected");
    close(fd);
    return 0;
}

保存为 connect.c，使用 cc -Wall -Wextra -O2 connect.c -o connect 编译，再运行 ./connect。htons() 将端口转换为网络字节序；inet_pton() 将文字 IP 地址转换为二进制格式。

04 / 写真实程序前，再检查四件事

消息边界。TCP 是字节流。发送两次不代表接收端正好读取两次；用长度前缀或明确分隔符定义应用协议。
短读与短写。检查实际返回字节数，循环处理剩余数据。recv() 返回 0 表示对端有序关闭。
错误与超时。区分 EINTR、非阻塞模式下的 EAGAIN 和不可恢复错误，为连接与读写设置超时策略。
资源与安全。连接数、缓冲区和消息长度都应有上限。TCP 本身不提供加密，敏感网络通信需要 TLS 等经过验证的安全协议。

进一步阅读：本机 man 2 socket、man 2 connect、man 2 recv。