WindowsのSocket(TCP)

WindowsのSocketはAPIに変遷の歴史があり、ちょっと苦手です。（最初に作った時は、まだWinSock(1)のころで、Linuxとかなり似たAPIでした。その後、WinSock2になり、M$は.NetやMFCを推奨してきて嫌になります）
QtのSocketクラスを使えば、その辺をラップしてくれて楽ができます。ちょっと試しにServerのconsoleプログラムを作ってみました。telnet等をclientにして簡単に実験ができます。

proファイルですが、networkの追加を忘れずに。

MyTcpServer.pro

QT -= gui
QT       += core
QT       += network

CONFIG += c++11 console
CONFIG -= app_bundle

mainは以下の通りです。

main.cpp

#include <qcoreapplication>
#include "mytcpserver.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    MyTcpServer server;

    return a.exec();
}

MyTcpServerクラスのヘッダは最低限の関数だけ定義します。

mytcpserver.h

#ifndef MYTCPSERVER_H
#define MYTCPSERVER_H

#include <qobject>
#include <qtcpsocket>
#include <qtcpserver>
#include <qdebug&gt

class MyTcpServer : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit MyTcpServer(QObject *parent = 0);

signals:

public slots:
    void newConnection();
 void readData();
 void socketError(QAbstractSocket::SocketError);
 void deleteLater();

private:
    QTcpServer *server;
 QTcpSocket *socket;
};

#endif // MYTCPSERVER_H

本体です。connectして文字列を送ったら、後は受信するだけのものです。相手がcloseしたり、勝手に切ったり、エラーが起きたらServer側はcloseするようにしてあります。また、"bye"を受信したらやはりcloseします。（windowsだと、受信文字列の最後にCR/LFが含まれますが、Linux等では行末記号は含まれてきません。）

mytcpserver.cpp

// mytcpserver.cpp

#include "mytcpserver.h"
#include <qdatastream .h>

MyTcpServer::MyTcpServer(QObject *parent) :
    QObject(parent)
{
    server = new QTcpServer(this);

    // 誰かがconnectしてきたら、signalを出してnewConnection()をCall
    connect(server, SIGNAL(newConnection()),
            this, SLOT(newConnection()));

    if(!server->listen(QHostAddress::Any, 9999))
    {
        qDebug() << "Server could not start";
    }
    else
    {
        qDebug() << "Server started!";
    }
}

void MyTcpServer::newConnection()
{
    // socketのインスタンスを生成
    socket = server->nextPendingConnection();

 qDebug() << " connect";

 // 切断した時の処理を定義
 connect(socket, SIGNAL(disconnected()), socket, SLOT(deleteLater()));

 // 受信した時の処理を定義
 connect(socket, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readData()));
 // エラー処理の定義
 connect(socket, SIGNAL(error(QAbstractSocket::SocketError)), this, SLOT(socketError(QAbstractSocket::SocketError)));
 // 切断したときの処理としてSLOT関数を設定する。
 connect(socket, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(deleteLater()));

 // クライアントのIPアドレスを取得
 QString ippaddr = socket->localAddress().toString();

 // 送信データをstreamとして定義
 QDataStream out(socket);
 out.setVersion(QDataStream::Qt_5_0);

 out << "Hello client\r\n";
 
}

void MyTcpServer::readData()
{
 QString s;

 // 受信データを」streamとして定義
 //QDataStream in(socket);
 //in.setVersion(QDataStream::Qt_5_11);

 //in >> s;

 s = socket->readAll();

 qDebug() << "receive : " << s << "( " << s.size() << " ) ";

 if ("bye\r\n" == s)
 {
  qDebug() << "close process";

  //deleteLater();
  emit socket->disconnected();
 }

}

void MyTcpServer::socketError(QAbstractSocket::SocketError )
{
 qDebug() << " socket error!";

 socket->close();
}

void MyTcpServer::deleteLater()
{
 qDebug() << " socket disconnected";

 socket->close();
}

さて、ここでこのサンプルを作った本題に入ります。前からLinuxでSocket(TCP)のプログラムで悩んでいたのが、通信しているプログラムの片方が、socketをつないだまま、異常終了すると、しばらくその時のportが使えなくなる現象に困っていました。一方、昔winsockを見ていた時、windowsのAPIには、portを強制的にconnectするというフラグがあり、どう違うのか疑問に思っていました。
このサンプルプログラムで、windowsとLinux(or Mac)での挙動の違いを調べてみました。

(1)通信中にServerを強制終了すると、Linux(Mac)ではやはり当該portは使えなくなります。（already useのエラーメッセージがでます）しかし、windowsは何事もなかったようにconnectできます。
(2)Linux(Mac)でも、client側が強制終了しても、サンプルのServerでは相手との通信が切れたことを検知して、portをcloseするようにしてあるので、再度clientは接続できます。（これまでLinuxでうまくいかなかったのは、この処理を入れてなかったことに気づきました）

Windowsは「楽観的」というか「危険」というか、考え方がかなり違います。