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Posted on 2013-01-10 12:49 鑫龙 阅读(413) 评论(0) 编辑 收藏 引用 所属分类: 杨强linux视频笔记系列
一.TCP的编程模型 回顾： UDP模型的UML图 TCP模型的UML图 案例1： TCP的服务器（在案例中使用浏览器作为客户程序） socket建立服务器的文件描述符号缓冲 bind把IP地址与端口设置到文件描述符号中 listen负责根据客户连接的不同IP与端口，负责生成对应的文件描述符号及其信息 accept一旦listen有新的描述符号产生就返回，否则阻塞。 //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("建立服务器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("服务器地址绑定成功!\n"); //3.listen
r=listen(serverfd,10); if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1); printf("监听服务器成功!\n"); //4.accept
len= sizeof(cadr); cfd=accept(serverfd, ( struct sockaddr*)&cadr,&len); //每接受一个新的连接，就会返回一个新的文件描述符，来分辨是哪个连接。
printf("有人连接:%d,IP:%s:%u\n", cfd,inet_ntoa(cadr.sin_addr), ntohs(cadr.sin_port)); //5.处理代理客户描述符号的数据
while(1) { r=recv(cfd,&a,4,MSG_WAITALL); if(r>0) { //buf[r]=0;
printf("::%d\n",a); } if(r==0) { printf("连接断开!\n"); break; } if(r==-1) { printf("网络故障!\n"); break; } } close(cfd); close(serverfd); } 案例2:
每个客户的代理描述符号的通信 二.TCP通信特点(相对于UDP)
案例3:
有连接:主要连接后，发送数据不用指定IP与端口
数据无边界:TCP数据流，非数据报文.
描述符号双工：
数据准确:TCP协议保证数据时完全正确
案例4:
使用TCP发送数据注意:
不要以为固定长的数据,一定接收正确,要求使用MSG_WAITALL(必须等待得到指定缓存长度recv才返回)
案例5:
TCP数据发送的分析:
定长数据：
基本数据int short long float double
结构体数据struct
建议使用MSG_WAITALL
不定长数据：
字符串数据以及文件数据等不固定长度的数据怎么发送?
制定数据包:
头:大小固定(数据大小)
体:大小变化(数据)
案例6:
使用TCP传送文件
定义文件数据包.
int 数据大小;
char[]数据
传递文件名
传递数据(循环)
传递0长度的数据表示文件结束
代码如下： //demo1Client.c
//发送端的代码
#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. 连接到服务器
//3. 打开文件
//4. 发送文件名
//5. 循环发送文件
//6. 读取到文件尾，发送0数据包
int sfd; //socket描述符
int ffd; //文件描述符
int size; //读取和发送文件的长度
int r; //函数返回值
int len; //要发送的文件名的长度
char buf[128]; //数据的缓存
struct sockaddr_in dr; //网络地址
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.连接到服务器
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.打开文件
ffd=open(filename,O_RDONLY); if(ffd==-1) printf("3:%m\n"),close(sfd),exit(-1); printf("open文件成功!\n"); //4.发送文件名
len=strlen(filename); r=send(sfd,&len, sizeof(len),0); //发送文件名长度（告诉流，文件名占多长）
r=send(sfd,filename,len,0); //发送文件名
if(r==-1) printf("4:%m\n"),close(ffd),close(sfd),exit(-1); printf("发送文件名成功!\n"); //5.循环发送数据
while(1) { size=read(ffd,buf,128); if(size==-1) break; //read错误，跳出循环
if(size==0) break; //读到文件尾，跳出循环
if(size>0) { //先发送数据的长度，再发送数据
//发送数据长度
r=send(sfd,&size, sizeof(size),0); if(r==-1) break; r=send(sfd,buf,size,0); //发送数据
if(r==-1) break; } } //6.读取到文件尾，发送0数据包
size=0; r=send(sfd,&size, sizeof(size),0); close(ffd); close(sfd); printf("OK!\n"); } //demo1server.c
//接收服务器的代码
#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. 建立服务器socket
//2. 绑定IP地址与端口
//3. 监听
//4. 接收连接
//5. 接收文件名
//6. 创建文件
//7. 循环接收文件数据
int sfd, cfd, ffd; int r; int len; char buf[128]; //发送端定义的缓存大小是128，这里最好不要小于128
char filename[100]; struct sockaddr_in dr; //1. 建立服务器socket
sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sfd == -1) printf("1:%m\n"), exit(-1); printf("socket服务器创建成功!\n"); //2. 绑定IP地址与端口
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");注意区别
r = bind(sfd, ( struct sockaddr*)&dr, sizeof(dr)); if(r == -1) printf("2:%m"), close(sfd), exit(-1); printf("绑定地址成功！\n"); //3. 监听
r = listen(sfd, 10); if(r == -1) printf("3:%m\n"), close(sfd), exit(-1); printf("监听成功！\n"); //4. 接收连接
cfd = accept(sfd, 0, 0); //这里我们不关心发送端的IP等信息，所以后面两个参数都为0。这里返回一个新的描述符，代表接收的连接
if(cfd == -1) printf("4:%m\n"), close(sfd), exit(-1); printf("开始接收文件！\n"); //5. 接收文件名
r = recv(cfd, &len, sizeof(len), MSG_WAITALL); //接收文件名的长度
r = recv(cfd, filename, len, MSG_WAITALL); //根据文件名长度，接收文件名
filename[r] = 0; //在文件名后面加结束符
//6. 创建文件
ffd = open(filename, O_CREAT|O_RDWR, 0666); //如果文件存在，直接覆盖.不要和发送文件放在同一个目录运行，会覆盖发送文件
if(ffd == -1) printf("6:%m\n"), close(sfd), close(cfd), exit(-1); printf("创建文件成功！\n"); //7. 循环接收文件数据
while(1) { r = recv(cfd, &len, sizeof(len), MSG_WAITALL); if(len == 0) break; //长度为0，表示文件传送完毕的信号
r = recv(cfd, buf, len, MGS_WAITALL); r = write(ffd, buf, len); } close(ffd); close(cfd); close(sfd); printf("接收数据完毕！\n"); } PS：UDP面向无连接，TCP面向连接，所以推荐UDP不用connect，直接sendto， 而TCP则先连接，然后send，而不是sendto。 三.TCP服务器编程模式
TCP的服务器端维护多个客户的网络文件描述符号.
对服务器多个客户描述符号同时做读操作,是不可能.需要多任务模型完成.
多任务模型?
1.多进程
2.IO的异步模式(select模式/poll模式)
3.多线程模式
4.多进程池
5.线程池 四.综合应用--多进程应用
1.怎样使用多进程
2.多进程的缺陷,以及怎么解决 小例子：用TCP写一个聊天程序
客户端
2.1.建立socket
2.2.连接服务器
2.3.创建CURSES界面
2.4.创建子进程
2.5.在父进程中,输入,发送聊天信息
2.6.在子进程中,接收服务器传递其他客户聊天信息 //chatclient.c
//聊天程序客户端
#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：创建描述符，绑定IP
void initUI(); //初始化curses界面
void destroy(); //清理:释放UI, 关闭网络
void handle( int s) { int status; wait(&status); destroy(); exit(-1); } main() { //printf("网络初始化成功!\n");
initUI(); r=initSocket(); if(r==-1) exit(-1); signal(SIGCHLD,handle); if(fork()) { //父进程，输入，发送
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 { //子进程，接收，显示
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是全局变量，不用返回。初始化成功，返回0
} //chatserver.c
//聊天程序服务器端
#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; //存放所有客户代理描述符号
int idx=0; //客户在数组中下标
struct sockaddr_in dr; int r; main() { //1. 建立服务器socket
//2. 绑定地址
//3. 监听
//4. 循环接收客户连接
//5. 建立一个子进程
//6. 子进程任务：接收客户数据并且广播
//1.建立服务器 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.绑定地址
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.监听
r=listen(sfd,10); if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1); printf("listen ok!\n"); //4.循环接收客户连接
while(1) { fds[idx]=accept(sfd,0,0); if(fds[idx]==-1) break; printf("有客户连接:%d\n",fds[idx]); //5.建立一个子进程
if(fork()) { idx++; continue; } else { //6.子进程任务：接收客户数据并且广播
char buf[256]; int i; printf("开始接收客户数据:%d\n",fds[idx]); while(1) { //接收客户数据
r=recv(fds[idx],buf,255,0); printf("%d\n",r); if(r==0) { printf("有客户退出\n"); close(fds[idx]); fds[idx]=0; break; } if(r==-1) { printf("网络故障\n"); close(fds[idx]); fds[idx]=0; break; } buf[r]=0; printf("来自客户的数据:%s\n",buf); //广播
for(i=0;i<100;i++) { if(fds[i]>0) { send(fds[i],buf,r,0); } } } exit(0); } } close(sfd); } 总结:
建立socket
绑定地址
监听
循环接收客户连接
为客户创建子进程
在子进程接收该客户的数据,并且广播 总结:
1.TCP的四大特点
2.TCP的数据接收:固定长与变长数据的接收
3.TCP的服务器多进程处理
问题:多进程由于进程资源结构独立.
新进程的文件描述符号的环境在老进程无法访问? 作业:
思考:
有什么编程技巧可以解决进程的文件描述符号的一致?
作业:
完成TCP的聊天程序.
1.数据能运行
2.处理僵死进程
3.服务器退出,客户也能正常结束
4.客户退出,服务器也能够正确结束客户连接.
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