Windows Socket UDP 编程笔记

1. UDP 与 TCP 的核心区别

对比项 UDP TCP
连接方式 无连接（不需要建立连接） 面向连接（需三次握手）
通信函数 sendto / recvfrom（需指定目标地址） send / recv（连接后无需指定地址）
服务端流程 socket → bind → recvfrom/sendto socket → bind → listen → accept → send/recv
客户端流程 socket → sendto/recvfrom socket → connect → send/recv
可靠性 不可靠（丢包、乱序） 可靠（重传、有序）
边界保留 保留消息边界 流式传输，无边界
socket 类型 SOCK_DGRAM SOCK_STREAM

2. 基本流程

2.1 UDP 服务端流程

步骤 函数 说明
0 WSAStartup 初始化 Winsock（必须）
1 socket 创建 UDP socket（SOCK_DGRAM）
2 bind 绑定本地地址和端口
3 recvfrom / sendto 收发数据（含客户端地址）
4 closesocket 关闭 socket
5 WSACleanup 清理 Winsock

2.2 UDP 客户端流程

步骤 函数 说明
0 WSAStartup 初始化 Winsock（必须）
1 socket 创建 UDP socket（SOCK_DGRAM）
2 sendto / recvfrom 收发数据（需指定服务器地址）
3 closesocket 关闭 socket
4 WSACleanup 清理 Winsock

注意：UDP 客户端通常不需要 bind，系统会自动分配端口。

3. 核心 API 详解

3.1 创建 Socket（UDP）

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SOCKET sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
参数 值 说明
地址族 AF_INET IPv4
类型 SOCK_DGRAM 数据报套接字（UDP）
协议 0 自动选择 UDP

3.2 发送数据：sendto

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sendto(sockClient, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (SOCKADDR*)&addrServer, len);
参数 说明
第一个 socket 句柄
第二个 发送数据缓冲区
第三个 数据长度（含 \0 可确保接收端正确识别字符串）
第四个 标志（通常为 0）
第五个 目标地址结构体指针
第六个 目标地址结构体大小

与 TCP 的 send 区别：sendto 每次调用都需指定目标地址，因为 UDP 是无连接的。

3.3 接收数据：recvfrom

1
recvfrom(sockServer, recvBuf, sizeof(recvBuf), 0, (SOCKADDR*)&addrClient, &len);
参数 说明
第一个 socket 句柄
第二个 接收数据缓冲区
第三个 缓冲区大小
第四个 标志（通常为 0）
第五个 输出：发送方地址结构体指针
第六个 输入输出：地址结构体大小（传入最大长度，传出实际长度）

与 TCP 的 recv 区别：recvfrom 可获取数据发送方的地址信息，便于回复。

4. 服务端完整代码

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#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main() {
    std::cout << "UDP Server" << std::endl;

    /*0. 初始化 Winsock（必须！）*/
    WSADATA wsaData;
    int iResult;
    iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    if (iResult != 0) {
        printf("WSAStartup failed: %d\n", iResult);
        return 1;
    }
    // 校验请求的 Winsock 版本是否被支持
    if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2) {
        printf("Could not find a usable version of Winsock.dll\n");
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    /*1.创建空socket*/
    SOCKET sockServer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockServer == INVALID_SOCKET) {
        printf("socket error: %d\n", GetLastError());
        system("pause");
        return -1;
    }

    /*2.绑定本地地址*/
    SOCKADDR_IN addrServer;
    addrServer.sin_addr.S_un.S_addr = htonl(INADDR_ANY);
    addrServer.sin_family = AF_INET;
    addrServer.sin_port = htons(6000);
    if (bind(sockServer, (sockaddr*)&addrServer, sizeof(addrServer)) == SOCKET_ERROR) {
        printf("bind error: %d\n", GetLastError());
        system("pause");
        return -1;
    }

    /*3.直接接收*/
    SOCKADDR_IN addrClient;
    int len = sizeof(addrClient);
    char recvBuf[100] = { 0 };
    char sendBuf[100] = { 0 };
    while (true) {
        recvfrom(sockServer, recvBuf, sizeof(recvBuf), 0, (SOCKADDR*)&addrClient, &len);
        std::cout << recvBuf << std::endl;

        sprintf_s(sendBuf, sizeof(sendBuf), "Ack: %s", recvBuf);
        sendto(sockServer, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (SOCKADDR*)&addrClient, len);
    }

    /*5.关闭*/
    closesocket(sockServer);
    WSACleanup();
    system("pause");
    return 0;
}

5. 客户端完整代码

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#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>

#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")

int main() {
    std::cout << "UDP Client" << std::endl;

    /*0. 初始化 Winsock（必须！）*/
    WSADATA wsaData;
    int iResult;
    iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    if (iResult != 0) {
        printf("WSAStartup failed: %d\n", iResult);
        return 1;
    }
    // 校验请求的 Winsock 版本是否被支持
    if (LOBYTE(wsaData.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsaData.wVersion) != 2) {
        printf("Could not find a usable version of Winsock.dll\n");
        WSACleanup();
        return 1;
    }

    /*1.创建空socket*/
    SOCKET sockClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockClient == INVALID_SOCKET) {
        printf("socket error: %d\n", GetLastError());
        system("pause");
        return -1;
    }

    /*2.直接发送数据*/
    SOCKADDR_IN addrServer;
    addrServer.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    addrServer.sin_family = AF_INET;
    addrServer.sin_port = htons(6000);

    char recvBuf[100] = { 0 };
    char sendBuf[100] = "Hello World";
    int len = sizeof(addrServer);
    sendto(sockClient, sendBuf, strlen(sendBuf) + 1, 0, (SOCKADDR*)&addrServer, len);

    /*3.直接接收*/
    recvfrom(sockClient, recvBuf, sizeof(recvBuf), 0, (SOCKADDR*)&addrServer, &len);
    std::cout << recvBuf << std::endl;

    /*5.关闭*/
    closesocket(sockClient);
    WSACleanup();
    system("pause");
    return 0;
}

6. UDP 特有函数速查

函数 作用 关键参数
sendto 发送数据报 目标地址 (SOCKADDR*) 和地址长度
recvfrom 接收数据报 输出发送方地址 (SOCKADDR*) 和地址长度（传入传出）

7. UDP 关键点总结

要点 说明
无连接 UDP 不需要 connect/listen/accept，可直接收发
消息边界 每次 recvfrom 对应一个完整的 sendto 数据报
地址信息 recvfrom 可获取发送方地址，用于 sendto 回复
不可靠性 UDP 不保证交付、顺序，应用层需自行处理丢包和重传
socket 类型 SOCK_DGRAM（数据报）而非 SOCK_STREAM
客户端 bind 通常不需要显式 bind，系统自动分配端口
长度含 \0 发送字符串时 strlen + 1 可确保接收端正确识别字符串结束