曲靖市建设局网站官网,网站不备案访问,阿里云主机价格,找人做网站!!! 网站定制开发观前提示#xff1a;本篇博文的一些接口需要前几篇博文实现的 线程池的实现Liunx--线程池的实现--0208 09_Gosolo#xff01;的博客-CSDN博客 线程池的单例模式Linux--线程安全的单例模式--自旋锁--0211_Gosolo#xff01;的博客-CSDN博客 1.TCP编程需要用的接口
创建 sock…观前提示本篇博文的一些接口需要前几篇博文实现的 线程池的实现Liunx--线程池的实现--0208 09_Gosolo的博客-CSDN博客 线程池的单例模式Linux--线程安全的单例模式--自旋锁--0211_Gosolo的博客-CSDN博客 1.TCP编程需要用的接口
创建 socket 文件描述符
int socket(int domain, int type, int protocol); type 给成 SOCK_STREAM 表示是流式套接 listensocksocket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); 开始监听socket
int listen(int socket, int backlog); TCP是面向连接的listen其实也是一个套接字不过他的用途在于建立连接而不真正提供服务。类似拉人的提供服务的是服务员。 接收请求
int accept(int socket, struct sockaddr* address,socklen_t* address_len); 相当于拉客的和服务员进行了交接返回值是真正提供服务的套接字(fd) 建立连接
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen); 在正式通信之前需要先建立连接。客户端需要连接到连接。 2.TCP编程的框架 2.1 服务端 TcpServer的框架 tcp_server.hpp
class TcpServer
{
private:const static int gbacklog 20; //后面再说public:TcpServer(uint16_t port, std::string ip0.0.0.0):_port(port),_ip(ip),listensock(-1){}void initServer(){}void Start(){}~TcpServer(){}
private:uint16_t _port;std::string _ip;int listensock;//listensock套接字仅用于建立连接
}; 头文件在这里一次性给出
#pragma once#include iostream
#include string
#include unordered_map
#include cstring
#include cerrno
#include cassert
#include signal.h
#include unistd.h
#include memory
#include sys/types.h
#include sys/socket.h
#include arpa/inet.h
#include netinet/in.h
#include sys/wait.h
#include pthread.h
#include ctype.h//这几个头文件在线程池里面 其中Task.hpp会在用时给出
#include ThreadPool/log.hpp
#include ThreadPool/ThreadPool.hpp
#include ThreadPool/Task.hpp 2.1.2 TcpServer的调用 tcp_server.cc
#include tcp_server.hpp
#include memorystatic void usage(std::string proc)
{std::cout \nUsage: proc port\n std::endl;
}// ./tcp_server port
int main(int argc, char *argv[])
{if(argc ! 2){usage(argv[0]);exit(1);}uint16_t port atoi(argv[1]);std::unique_ptrTcpServer svr(new TcpServer(port));svr-initServer();svr-Start();return 0;
}
2.2 客户端 TcpClient的实现 tcp_client.cc
网络间通信首先需要 struct sockaddr_in 结构体这里定义一个对象 server
结构对象有了需要对他进行初始化建议先全部置零避免出现一些bug server 有三个地方需要做初始化sin_family、sin_port、sin_addr.s_addrserver.sin_familyAF_INET //跟申请套接字传入的参数一样即可 server.sin_porthtos(serverport); //记得从本地转为网络字节序 server.sin_addr.s_addrinet_addr(serverip,c_str()); connect()接口 客户端需要连接到服务上connect(sock, (struct sockaddr *)server, sizeof(server) ); send() 向服务端发送消息ssize_t s send(sock, line.c_str(), line.size(), 0); recv() 接收服务器发来的消息recv(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0) close() 关闭套接字close(sock); #include iostream
#include string
#include cstdio
#include cstring
#include unistd.h
#include sys/socket.h
#include sys/types.h
#include arpa/inet.h
#include netinet/in.hvoid usage(std::string proc)
{std::cout \nUsage: proc serverIp serverPort\n std::endl;
}// ./tcp_client targetIp targetPort
int main(int argc, char *argv[])
{if (argc ! 3){usage(argv[0]);exit(1);}std::string serverip argv[1];uint16_t serverport atoi(argv[2]);int sock 0;while (true) // TODO{sock socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sock 0){std::cerr socket error std::endl;exit(2);}// client 要不要bind呢不需要显示的bind但是一定是需要port// 需要让os自动进行port选择// 连接别人的能力struct sockaddr_in server;memset(server, 0, sizeof(server));server.sin_family AF_INET;server.sin_port htons(serverport);server.sin_addr.s_addr inet_addr(serverip.c_str());if (connect(sock, (struct sockaddr *)server, sizeof(server)) 0){std::cerr connect error std::endl;exit(3); // TODO}std::cout connect success std::endl;std::cout 请输入# ;std::string line;std::getline(std::cin, line);if (line quit){close(sock);break;}ssize_t s send(sock, line.c_str(), line.size(), 0);if (s 0){char buffer[1024];ssize_t s recv(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);if (s 0){buffer[s] 0;std::cout server 回显# buffer std::endl;close(sock);}else if (s 0){close(sock);}}else{close(sock);}}return 0;
}3. 服务端的实现
3.1 TcpServer::initServer()
初始化首先需要建立一个监听套接字listensock这个监听套接字的作用是建立连接。
listensocksocket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
我们是网络之间进行通信所以需要借助 struct sockaddr_in 类型的对象local创建出来之后最好先清空一下保证不会出现一些奇怪的问题。
local 有三个地方需要做初始化sin_family、sin_port、sin_addr.s_addrlocal.sin_familyAF_INET //跟申请套接字传入的参数一样即可 local.sin_porthtos(_port); //记得从本地转为网络字节序 local.sin_addr.s_addr_ip0.0.0.0?INADDR_ANY:inet_addr(_ip.c_str()); 接着和udp一样进行绑定操作//注意 虽然使用struct sockaddr_in 结构体类型 但是接口中的参数依然是 struct sockaddr* bind(listensock, (struct sockaddr *)local, sizeof(local) tcp新增建立连接listen(listensock, gbacklog)//这个gbacklog以后再谈 3.1.1 完整代码
class TcpServer
{
private:const static int gbacklog 20; //后面再说public:TcpServer(uint16_t port, std::string ip0.0.0.0):_port(port),_ip(ip),listensock(-1){}void initServer(){listensocksocket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(listensock0){logMessage(FATAL, create socket error, %d:%s, errno, strerror(errno));exit(2);}logMessage(NORMAL, create socket success, listensock: %d, listensock);struct sockaddr_in local;memset(local,0,sizeof(local));local.sin_familyAF_INET;local.sin_porthtons(_port);//local.sin_addr.s_addr_ip.empty()?INADDR_ANY:inet_addr(_ip.c_str());local.sin_addr.s_addr_ip0.0.0.0?INADDR_ANY:inet_addr(_ip.c_str());//inet_pton(AF_INET, _ip.c_str(), local.sin_addr);if (bind(listensock, (struct sockaddr *)local, sizeof(local)) 0){logMessage(FATAL, bind error, %d:%s, errno, strerror(errno));exit(3);}if(listen(listensock, gbacklog)0){logMessage(FATAL, listen error, %d:%s, errno, strerror(errno));exit(4);}logMessage(NORMAL, init server success);}
}
3.2 TcpServer::Start() 要想服务端程序开始运行首先需要有人来提供服务记得listensock的作用仅是建立连接吗那谁来做具体的服务呢 使用accept接口的返回值 首先网络通信需要struct sockaddr_in结构体先创建一个,struct sockaddr_in src;len就是这个结构体的长度。
int servicesockaccept(listensock,(struct sockaddr*)src,len);
连接成功时候就可以从我们创建的src中获取端口号、ip信息了。 uint16_t client_portntohs(src.sin_port); std::string client_ipinet_ntoa(src.sin_addr); 接下来就可以开始进行服务了自定义让做什么。这里让服务端去做这个任务 service(servicesock, client_ip, client_port); static void service(int sock, const std::string clientip, const uint16_t clientport)
{//echo serverchar buffer[1024];while(true){// read write 可以直接被使用ssize_t s read(sock, buffer, sizeof(buffer)-1);if(s 0){buffer[s] 0; //将发过来的数据当做字符串std::cout clientip : clientport # buffer std::endl;}else if(s 0) //对端关闭连接{logMessage(NORMAL, %s:%d shutdown, me too!, clientip.c_str(), clientport);break;}else{ // logMessage(ERROR, read socket error, %d:%s, errno, strerror(errno));break;}write(sock, buffer, strlen(buffer));}close(sock);
}3.2.1 完整代码——单进程阻塞循环版 void Start(){while(true){struct sockaddr_in src;socklen_t lensizeof(src);//建立连接int servicesockaccept(listensock,(struct sockaddr*)src,len);if(servicesock 0){logMessage(ERROR, accept error, %d:%s, errno, strerror(errno));continue;}uint16_t client_portntohs(src.sin_port);std::string client_ipinet_ntoa(src.sin_addr);logMessage(NORMAL, link success, servicesock: %d | %s : %d |\n,servicesock, client_ip.c_str(), client_port);//版本1————单进程阻塞循环版service(servicesock, client_ip, client_port);} 问题在于一次只能够处理一个进程。因为我们调用的函数service是一个死循环函数如果一个客户端没有终止访问其他客户端都不能正常来使用。 3.2.2 完整代码——多进程带信号屏蔽版
那我使用多进程来解决这个问题可是使用多进程也有问题我创建了子进程那我是不是要等待子进程结束啊如果我使用阻塞等待那和上面有什么本质区别呢 注使用非阻塞等待成本很大可以但不建议。 所以我们还需要用到信号当子进程结束后会给父进程发SIGCHLD信号 如果我们主动忽略SIGCHLD信号子进程退出的时候会自动释放自己的僵尸状态。 void Start(){ signal(SIGCHLD, SIG_IGN); while(true){struct sockaddr_in src;socklen_t lensizeof(src);//建立连接int servicesockaccept(listensock,(struct sockaddr*)src,len);if(servicesock 0){logMessage(ERROR, accept error, %d:%s, errno, strerror(errno));continue;}uint16_t client_portntohs(src.sin_port);std::string client_ipinet_ntoa(src.sin_addr);logMessage(NORMAL, link success, servicesock: %d | %s : %d |\n,servicesock, client_ip.c_str(), client_port);pid_t id fork();assert(id ! -1);if(id 0){close(listensock);//关闭不需要的文件描述符service(servicesock, client_ip, client_port);exit(0); }//关闭父进程不需要的文件描述符 不关闭会导致父进程可用的文件描述符越来越少close(servicesock);}} 3.3.3 完整代码——多进程版
能不能不屏蔽SIGCHLD信号呢那我们就需要有人等待子进程让谁等呢 让bash领养让bash等 void Start(){while(true){//...跟上面一样//版本3————多进程孤儿进程版// 利用孤儿进程被系统回收pid_t idfork();if(id0){close(listensock);if(fork()0) {//子进程本身 exit(0);}//子进程的子进程service(servicesock, client_ip, client_port);exit(0);}waitpid(id,nullptr,0);//由于子进程创建子进程后立即退出 所以父进程不会阻塞close(servicesock);}} 3.3.4 完整代码——多线程版
相较于使用多进程多线程的开销明显小。
class ThreadData
{
public:int _sock;std::string _ip;uint16_t _port;
};class TcpServer
{
private:const static int gbacklog 20; //后面再说//设置的回调函数 必须是static的 不然会多一个this指针static void *threadRoutine(void *args){pthread_detach(pthread_self());ThreadData *td static_castThreadData *(args);service(td-_sock, td-_ip, td-_port);delete td;return nullptr;}void Start(){while(true){//...//版本4————多线程版本//因为创建一个进程的代价还是比较大的创建一个线程相对简便//不使用在栈上创建是为了保证线程安全 不会被覆盖 发生拷贝ThreadData *tdnew ThreadData(); td-_sockservicesock;td-_ipclient_ip;td-_portclient_port;pthread_t tid ;//如果不join 一定会造成内存泄漏 可以在threadRoutine中设置等待pthread_create(tid,nullptr,threadRoutine,td); }}}; 3.3.5 完整代码——线程池版本 线程的创建也是一笔开销能省就省
线程池版本的服务函数
//线程池版本的服务函数
static void service(int sock, const std::string clientip,const uint16_t clientport, const std::string thread_name)
{// echo server// 同时在线10人// 所以我们一般服务器进程业务处理如果是从连上到断开要一直保持这个链接, 长连接char buffer[1024];while (true){// read write 可以直接被使用ssize_t s read(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1);if (s 0){buffer[s] 0; // 将发过来的数据当做字符串std::cout thread_name | clientip : clientport # buffer std::endl;}else if (s 0) // 对端关闭连接{logMessage(NORMAL, %s:%d shutdown, me too!, clientip.c_str(), clientport);break;}else{ //logMessage(ERROR, read socket error, %d:%s, errno, strerror(errno));break;}write(sock, buffer, strlen(buffer));}close(sock);
}
class TcpServer
{
public:TcpServer(uint16_t port, std::string ip0.0.0.0):_port(port),_ip(ip),listensock(-1), _threadpool_ptr(ThreadPoolTask::getThreadPool()){}void Start(){//引入线程池_threadpool_ptr-run();//signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // 对SIGCHLD主动忽略SIGCHLD信号子进程退出的时候会自动释放自己的僵尸状态while(true){//...略//线程池版本Task t(servicesock, client_ip, client_port, service);//Task t(servicesock, client_ip, client_port, dictOnline);_threadpool_ptr-pushTask(t);}}~TcpServer(){}
private:uint16_t _port;std::string _ip;int listensock;//仅用于建立连接//定义一个线程池先std::unique_ptrThreadPoolTask _threadpool_ptr;
};
pushTask
#pragma once#include iostream
#include string
#include functional
#include log.hpp//typedef std::functionvoid (int , const std::string , const uint16_t ) func_t;
using func_t std::functionvoid (int , const std::string , const uint16_t , const std::string );class Task
{
public:Task(){}Task(int sock, const std::string ip, uint16_t port, func_t func): _sock(sock), _ip(ip), _port(port), _func(func){}void operator ()(const std::string name){_func(_sock, _ip, _port, name);}
public:int _sock;std::string _ip;uint16_t _port;// int type;func_t _func;
};
