如何构建一个高效的C语言TCP服务器？

1、创建套接字：使用socket 函数创建一个套接字，例如int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 其中AF_INET 表示使用 IPv4 协议，SOCK_STREAM 表示使用 TCP 协议。

2、绑定地址：通过bind 函数将套接字与本地的一个 IP 地址和端口号绑定在一起。

定义一个sockaddr_in 结构体变量来存储地址信息。

设置其sin_family 为AF_INET，sin_port 为指定的端口号（需要使用htons 函数将主机字节序转换为网络字节序），sin_addr.s_addr 可以设置为INADDR_ANY 表示绑定到所有可用接口。

调用bind(sockfd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) 进行绑定。

3、监听连接：使用listen 函数将套接字设置为被动监听状态，等待客户端的连接请求，例如listen(sockfd, 3); 其中第二个参数是监听队列的最大长度，即最多可以有多少个连接请求在队列中等待。

4、接受连接：当有客户端请求连接时，使用accept 函数接受连接并创建一个新的套接字用于通信。

定义一个sockaddr_in 结构体变量来存储客户端的地址信息。

调用accept(sockfd, (struct sockaddr *)&client_address, &addrlen); 接受连接，返回值是一个新的套接字描述符，用于与该客户端进行通信。

5、处理请求：通过读写套接字来实现数据的收发，可以使用read 函数从套接字中读取数据，使用write 或send 函数向套接字发送数据。

6、示例代码：下面是一个简单的 C 语言实现的 TCP 服务器示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#define PORT 8080
int main() {
    int server_fd, new_socket;
    struct sockaddr_in address;
    int opt = 1;
    int addrlen = sizeof(address);
    char buffer[1024] = {0};
    char *hello = "Hello from server";
    // 创建套接字
    if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
        perror("socket failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 设置套接字选项
    if (setsockopt(server_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR | SO_REUSEPORT, &opt, sizeof(opt))) {
        perror("setsockopt failed");
        close(server_fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 绑定地址
    address.sin_family = AF_INET;
    address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    address.sin_port = htons(PORT);
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
        perror("bind failed");
        close(server_fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 监听连接
    if (listen(server_fd, 3) < 0) {
        perror("listen failed");
        close(server_fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("创建tcp服务器成功
");
    // 接受连接并处理请求
    while (1) {
        new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen);
        if (new_socket < 0) {
            perror("accept failed");
            continue;
        }
        // 接收数据
        int valread = read(new_socket, buffer, 1024);
        printf("Received: %s
", buffer);
        // 发送数据
        send(new_socket, hello, strlen(hello), 0);
        printf("Response sent
");
        // 关闭套接字
        close(new_socket);
    }
    return 0;
}

以下是两个常见问题及解答：

问：为什么需要将端口号从主机字节序转换为网络字节序？

答：因为网络通信中使用的是网络字节序，而不同的计算机体系结构可能使用不同的字节序来存储数据，为了确保数据在网络传输过程中的正确性，需要将端口号等数据从主机字节序转换为网络字节序，在 C 语言中，可以使用htons 函数将主机字节序的短整型数据转换为网络字节序，使用htonl 函数将主机字节序的长整型数据转换为网络字节序。

问：如何同时处理多个客户端的连接请求？

答：可以通过多线程或多进程的方式来实现并发处理，当主线程接受到一个客户端的连接请求后，创建一个新的线程或进程来专门处理该客户端的请求，然后主线程继续接受其他客户端的连接请求，这样可以实现同时处理多个客户端的连接和数据传输，也可以使用 I/O 多路复用技术，如select、poll 或epoll 等，来监控多个套接字的状态变化，提高服务器的性能和资源利用率。