|
|
Posted on 2013-01-10 12:49 鑫龍 閱讀(438) 評論(0) 編輯 收藏 引用 所屬分類: 楊強linux視頻筆記系列
一.TCP的編程模型 回顧： UDP模型的UML圖 TCP模型的UML圖 案例1： TCP的服務器（在案例中使用瀏覽器作為客戶程序） socket建立服務器的文件描述符號緩沖 bind把IP地址與端口設置到文件描述符號中 listen負責根據客戶連接的不同IP與端口，負責生成對應的文件描述符號及其信息 accept一旦listen有新的描述符號產生就返回，否則阻塞。 //tcpserver.c
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include < string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/ in.h> #include <arpa/inet.h> main() { int serverfd; int cfd; int a; struct sockaddr_in sadr; struct sockaddr_in cadr; socklen_t len; int r; char buf[1024]; //1.socket
serverfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(serverfd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1); printf("建立服務器socket成功!\n"); //2.bind
sadr.sin_family=AF_INET; sadr.sin_port=htons(9999); inet_aton("192.168.180.92",&sadr.sin_addr); r=bind(serverfd, ( struct sockaddr*)&sadr, sizeof(sadr)); if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1); printf("服務器地址綁定成功!\n"); //3.listen
r=listen(serverfd,10); if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1); printf("監聽服務器成功!\n"); //4.accept
len= sizeof(cadr); cfd=accept(serverfd, ( struct sockaddr*)&cadr,&len); //每接受一個新的連接，就會返回一個新的文件描述符，來分辨是哪個連接。
printf("有人連接:%d,IP:%s:%u\n", cfd,inet_ntoa(cadr.sin_addr), ntohs(cadr.sin_port)); //5.處理代理客戶描述符號的數據
while(1) { r=recv(cfd,&a,4,MSG_WAITALL); if(r>0) { //buf[r]=0;
printf("::%d\n",a); } if(r==0) { printf("連接斷開!\n"); break; } if(r==-1) { printf("網絡故障!\n"); break; } } close(cfd); close(serverfd); } 案例2:
每個客戶的代理描述符號的通信 二.TCP通信特點(相對于UDP)
案例3:
有連接:主要連接后，發送數據不用指定IP與端口
數據無邊界:TCP數據流，非數據報文.
描述符號雙工：
數據準確:TCP協議保證數據時完全正確
案例4:
使用TCP發送數據注意:
不要以為固定長的數據,一定接收正確,要求使用MSG_WAITALL(必須等待得到指定緩存長度recv才返回)
案例5:
TCP數據發送的分析:
定長數據：
基本數據int short long float double
結構體數據struct
建議使用MSG_WAITALL
不定長數據：
字符串數據以及文件數據等不固定長度的數據怎么發送?
制定數據包:
頭:大小固定(數據大小)
體:大小變化(數據)
案例6:
使用TCP傳送文件
定義文件數據包.
int 數據大小;
char[]數據
傳遞文件名
傳遞數據(循環)
傳遞0長度的數據表示文件結束
代碼如下： //demo1Client.c
//發送端的代碼
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include < string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/ in.h> #include <arpa/inet.h> #include <fcntl.h> main() { //1. 建立socket
//2. 連接到服務器
//3. 打開文件
//4. 發送文件名
//5. 循環發送文件
//6. 讀取到文件尾，發送0數據包
int sfd; //socket描述符
int ffd; //文件描述符
int size; //讀取和發送文件的長度
int r; //函數返回值
int len; //要發送的文件名的長度
char buf[128]; //數據的緩存
struct sockaddr_in dr; //網絡地址
char filename[]="udp_a.c"; //文件名
//1.建立socket
sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(sfd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1); printf("socket成功!\n"); //2.連接到服務器
dr.sin_family=AF_INET; dr.sin_port=htons(9988); inet_aton("192.168.180.92",&dr.sin_addr); r=connect(sfd,( struct sockaddr*)&dr, sizeof(dr)); if(r==-1) printf("2:%m\n"),close(sfd),exit(-1); printf("connect成功!\n"); //3.打開文件
ffd=open(filename,O_RDONLY); if(ffd==-1) printf("3:%m\n"),close(sfd),exit(-1); printf("open文件成功!\n"); //4.發送文件名
len=strlen(filename); r=send(sfd,&len, sizeof(len),0); //發送文件名長度（告訴流，文件名占多長）
r=send(sfd,filename,len,0); //發送文件名
if(r==-1) printf("4:%m\n"),close(ffd),close(sfd),exit(-1); printf("發送文件名成功!\n"); //5.循環發送數據
while(1) { size=read(ffd,buf,128); if(size==-1) break; //read錯誤，跳出循環
if(size==0) break; //讀到文件尾，跳出循環
if(size>0) { //先發送數據的長度，再發送數據
//發送數據長度
r=send(sfd,&size, sizeof(size),0); if(r==-1) break; r=send(sfd,buf,size,0); //發送數據
if(r==-1) break; } } //6.讀取到文件尾，發送0數據包
size=0; r=send(sfd,&size, sizeof(size),0); close(ffd); close(sfd); printf("OK!\n"); } //demo1server.c
//接收服務器的代碼
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include < string.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/ in.h> #include <arpa/inet.h> #include <fcntl.h> main() { //1. 建立服務器socket
//2. 綁定IP地址與端口
//3. 監聽
//4. 接收連接
//5. 接收文件名
//6. 創建文件
//7. 循環接收文件數據
int sfd, cfd, ffd; int r; int len; char buf[128]; //發送端定義的緩存大小是128，這里最好不要小于128
char filename[100]; struct sockaddr_in dr; //1. 建立服務器socket
sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sfd == -1) printf("1:%m\n"), exit(-1); printf("socket服務器創建成功!\n"); //2. 綁定IP地址與端口
dr.sin_family = AF_INET; dr.sin_port = htons(9988); inet_aton("192.168.180.92", &dr.sin_addr); //dr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.180.92");注意區別
r = bind(sfd, ( struct sockaddr*)&dr, sizeof(dr)); if(r == -1) printf("2:%m"), close(sfd), exit(-1); printf("綁定地址成功！\n"); //3. 監聽
r = listen(sfd, 10); if(r == -1) printf("3:%m\n"), close(sfd), exit(-1); printf("監聽成功！\n"); //4. 接收連接
cfd = accept(sfd, 0, 0); //這里我們不關心發送端的IP等信息，所以后面兩個參數都為0。這里返回一個新的描述符，代表接收的連接
if(cfd == -1) printf("4:%m\n"), close(sfd), exit(-1); printf("開始接收文件！\n"); //5. 接收文件名
r = recv(cfd, &len, sizeof(len), MSG_WAITALL); //接收文件名的長度
r = recv(cfd, filename, len, MSG_WAITALL); //根據文件名長度，接收文件名
filename[r] = 0; //在文件名后面加結束符
//6. 創建文件
ffd = open(filename, O_CREAT|O_RDWR, 0666); //如果文件存在，直接覆蓋.不要和發送文件放在同一個目錄運行，會覆蓋發送文件
if(ffd == -1) printf("6:%m\n"), close(sfd), close(cfd), exit(-1); printf("創建文件成功！\n"); //7. 循環接收文件數據
while(1) { r = recv(cfd, &len, sizeof(len), MSG_WAITALL); if(len == 0) break; //長度為0，表示文件傳送完畢的信號
r = recv(cfd, buf, len, MGS_WAITALL); r = write(ffd, buf, len); } close(ffd); close(cfd); close(sfd); printf("接收數據完畢！\n"); } PS：UDP面向無連接，TCP面向連接，所以推薦UDP不用connect，直接sendto， 而TCP則先連接，然后send，而不是sendto。 三.TCP服務器編程模式
TCP的服務器端維護多個客戶的網絡文件描述符號.
對服務器多個客戶描述符號同時做讀操作,是不可能.需要多任務模型完成.
多任務模型?
1.多進程
2.IO的異步模式(select模式/poll模式)
3.多線程模式
4.多進程池
5.線程池 四.綜合應用--多進程應用
1.怎樣使用多進程
2.多進程的缺陷,以及怎么解決 小例子：用TCP寫一個聊天程序
客戶端
2.1.建立socket
2.2.連接服務器
2.3.創建CURSES界面
2.4.創建子進程
2.5.在父進程中,輸入,發送聊天信息
2.6.在子進程中,接收服務器傳遞其他客戶聊天信息 //chatclient.c
//聊天程序客戶端
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include < string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/ in.h> #include <arpa/inet.h> #include <curses.h> #include <signal.h> WINDOW*winfo,*wmsg; int fd; int r; struct sockaddr_in dr; int isover=1; int initSocket(); //初始化：創建描述符，綁定IP
void initUI(); //初始化curses界面
void destroy(); //清理:釋放UI, 關閉網絡
void handle( int s) { int status; wait(&status); destroy(); exit(-1); } main() { //printf("網絡初始化成功!\n");
initUI(); r=initSocket(); if(r==-1) exit(-1); signal(SIGCHLD,handle); if(fork()) { //父進程，輸入，發送
char buf[256]; while(1) { mvwgetstr(wmsg,1,1,buf); //buf[r]=0;
send(fd,buf,strlen(buf),0); //wclear(wmsg);
//box(wmsg,0,0);
refresh(); wrefresh(wmsg); wrefresh(winfo); } } else { //子進程，接收，顯示
char buf[256]; int line=1; while(1) { r=recv(fd,buf,255,0); if(r==-1) break; if(r==0) break; buf[r]=0; mvwaddstr(winfo,line,1,buf); line++; if(line>=(LINES-3)) { wclear(winfo); line=1; box(winfo,0,0); } wmove(wmsg,1,1); touchwin(wmsg); refresh(); wrefresh(winfo); wrefresh(wmsg); } exit(-1); } destroy(); } void destroy() { close(fd); endwin(); } void initUI() { initscr(); winfo=derwin(stdscr,(LINES-3),COLS,0,0); wmsg=derwin(stdscr,3,COLS,LINES-3,0); keypad(stdscr,TRUE); keypad(wmsg,TRUE); keypad(winfo,TRUE); box(winfo,0,0); box(wmsg,0,0); refresh(); wrefresh(winfo); wrefresh(wmsg); } int initSocket() { fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(fd==-1) return -1; dr.sin_family=AF_INET; dr.sin_port=htons(9989); dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.92"); r=connect(fd,( struct sockaddr*)&dr, sizeof(dr)); if(r==-1) { close(fd); return -1; } return 0; //fd是全局變量，不用返回。初始化成功，返回0
} //chatserver.c
//聊天程序服務器端
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include < string.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/ in.h> #include <arpa/inet.h> #include <sys/mman.h> int sfd; int *fds; //存放所有客戶代理描述符號
int idx=0; //客戶在數組中下標
struct sockaddr_in dr; int r; main() { //1. 建立服務器socket
//2. 綁定地址
//3. 監聽
//4. 循環接收客戶連接
//5. 建立一個子進程
//6. 子進程任務：接收客戶數據并且廣播
//1.建立服務器 socket
fds=mmap(0,4*100,PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_SHARED,0,0); bzero(fds, sizeof(fds)); sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(sfd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1); printf("socket OK!\n"); //2.綁定地址
dr.sin_family=AF_INET; dr.sin_port=htons(9989); dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.92"); r=bind(sfd,( struct sockaddr*)&dr, sizeof(dr)); if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1); printf("bind ok!\n"); //3.監聽
r=listen(sfd,10); if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1); printf("listen ok!\n"); //4.循環接收客戶連接
while(1) { fds[idx]=accept(sfd,0,0); if(fds[idx]==-1) break; printf("有客戶連接:%d\n",fds[idx]); //5.建立一個子進程
if(fork()) { idx++; continue; } else { //6.子進程任務：接收客戶數據并且廣播
char buf[256]; int i; printf("開始接收客戶數據:%d\n",fds[idx]); while(1) { //接收客戶數據
r=recv(fds[idx],buf,255,0); printf("%d\n",r); if(r==0) { printf("有客戶退出\n"); close(fds[idx]); fds[idx]=0; break; } if(r==-1) { printf("網絡故障\n"); close(fds[idx]); fds[idx]=0; break; } buf[r]=0; printf("來自客戶的數據:%s\n",buf); //廣播
for(i=0;i<100;i++) { if(fds[i]>0) { send(fds[i],buf,r,0); } } } exit(0); } } close(sfd); } 總結:
建立socket
綁定地址
監聽
循環接收客戶連接
為客戶創建子進程
在子進程接收該客戶的數據,并且廣播 總結:
1.TCP的四大特點
2.TCP的數據接收:固定長與變長數據的接收
3.TCP的服務器多進程處理
問題:多進程由于進程資源結構獨立.
新進程的文件描述符號的環境在老進程無法訪問? 作業:
思考:
有什么編程技巧可以解決進程的文件描述符號的一致?
作業:
完成TCP的聊天程序.
1.數據能運行
2.處理僵死進程
3.服務器退出,客戶也能正常結束
4.客戶退出,服務器也能夠正確結束客戶連接.
|