0815 UDP通信协议TCP并发服务器

Part 1.思维导图

一.UDP通信协议

        1.原理

服务器端：

1.用socket函数创建一个套接字文件

2.创建服务器端地址结构体并赋值

3.用ford函数将套接字文件与地址结构体绑定

4.创建接收客户端地址结构体

5.利用sendto和recvfrom函数传输和接收信息

客户端：

1.用socket函数创建一个套接字文件

2.创建客户端地址结构体并赋值

3.用ford函数将套接字文件与地址结构体绑定

4.创建服务器端地址结构体

5.利用sendto和recvfrom函数传输和接收信息

        2.sendto

函数原型：

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

参数：

int sockfd：套接字文件文件描述符

const void *buf：存储信息的变量地址

size_t len：存储信息的变量大小

int flags：0

const struct sockaddr *dest_addr：发送目标端的地址信息结构体

socklen_t addrlen：地址信息结构体大小

        3.recvfrom

函数原型：

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

参数：

int sockfd：套接字文件文件描述符

void *buf：存储信息的变量地址

size_t len：变量大小

int flags：0

struct sockaddr *src_addr：发送端的地址信息结构体

socklen_t *addrlen：地址信息结构体大小

        4.服务器端实现

#include<myhead.h>#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.109.62"int main(int argc, const char *argv[])
{//创建服务器端套接字文件文件描述符int sfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(-1 == sfd)ERR_MSG("socket error");printf("socket success sfd = %d\n",sfd);//创建服务器端地址信息结构体struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET;sin.sin_port = htons(SER_PORT);sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);//套接字文件绑定地址信息结构体if(-1 == bind(sfd,(struct sockaddr *)&sin,sizeof(sin)))ERR_MSG("bind error");printf("bind success\n");//创建用于接收服务端地址信息结构体struct sockaddr_in cin;socklen_t addrlen = sizeof(cin);//数据接收发送while(1){char buf[128] = "";recvfrom(sfd, buf, sizeof(buf), 0, (struct sockaddr *)&cin, &addrlen);printf("[%s:%d]:%s\n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),buf);strcat(buf," 已读");sendto(sfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&cin,sizeof(cin));}return 0;
}

        5.客户端实现

#include<myhead.h>#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.109.62"
#define CLI_PORT 9999
#define CLI_IP "192.168.109.62"int main(int argc, const char *argv[])
{//创建客户端套接字文件int cfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(-1 == cfd)ERR_MSG("socket error");printf("socket success cfd = %d\n",cfd);//创建客户端地址信息结构体struct sockaddr_in cin;cin.sin_family = AF_INET;cin.sin_port = htons(CLI_PORT);cin.sin_addr.s_addr = inet_addr(CLI_IP);//套接字文件和结构体绑定if(bind(cfd,(struct sockaddr *)&cin,sizeof(cin)) == -1)ERR_MSG("bind error");printf("bind success\n");//创建服务器端地址信息结构体struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET;sin.sin_port = htons(SER_PORT);sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);socklen_t addrlen = sizeof(sin);//数据收发while(1){char buf[128] = "";fgets(buf,sizeof(buf)-1,stdin);sendto(cfd,&buf,strlen(buf),0,(struct sockaddr *)&sin,sizeof(sin));recv(cfd,&buf,sizeof(buf),0);printf("%s\n",buf);}return 0;
}

二.TCP服务器端进程并发服务器

        1.原理

1.创建服务器端套接字文件

2.绑定地址信息结构体

3.设置套接字文件为监听状态

4.创建新的地址信息结构体用于通信

5.创建循环

6.若接收到连接请求，则创建新的套接字文件，子进程用来收发信息，主进程用来回收支线程退出资源，从而实现多进程并发收发。

7.结束循环

主进程回收资源需要为非阻塞回收，因为无法确定哪个子进程会先退出

        2服务器端多进程并发实现

#include<myhead.h>#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.109.62"
void callback(int signo)
{if(signo == 17)while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0);
}int main(int argc, const char *argv[])
{//主线程回收支线程资源if(signal(17,callback) == SIG_ERR)ERR_MSG("signal error");//创建套接字文件int sfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(-1 == sfd)ERR_MSG("socket error");printf("socket success sfd = %d\n",sfd);//创建服务器地址信息结构体并绑定struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET;sin.sin_port = htons(SER_PORT);sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);if(-1 == bind(sfd,(struct sockaddr *)&sin,sizeof(sin)))ERR_MSG("bind error");printf("bind success\n");//设置为监听模式if(-1 == listen(sfd,128))ERR_MSG("listen error");printf("listen success\n");//创建新地址信息结构体用于收发struct sockaddr_in cin;socklen_t addrlen = sizeof(cin);//循环创建进程收发while(1){int new_fd = accept(sfd,(struct sockaddr *)&cin,&addrlen);if(new_fd == -1)ERR_MSG("accept error");printf("accpet success\n");printf("[%s:%d]连接成功\n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port));//创建进程pid_t pid = fork();if(pid == 0){close(new_fd);}//支线程实现信息收发else if(pid > 0){while(1){char buf[128] = "";int res = recv(new_fd,&buf,sizeof(buf),0);if(res == 0){printf("客户端下线\n");close(new_fd);exit(0);}else if(res == -1){perror("recv error");close(sfd);close(new_fd);return -1;}printf("[%s:%d]:%s\n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),buf);strcat(buf," 已读");send(new_fd,&buf,strlen(buf),0);}close(new_fd);}}close(sfd);return 0;
}

三.TCP服务器线程并发服务器

        1.原理

1.创建服务器端套接字文件

2.绑定地址信息结构体

3.设置套接字文件为监听状态

4.创建新的地址信息结构体用于通信

5.创建循环

6.若接收到连接请求，则创建新的套接字文件，支线程用来收发信息，主进程用来回收支线程退出资源，从而实现多线程并发收发。

7.结束循环

支线程要设为非阻塞模式

        2.实现

#include<myhead.h>#define SER_PORT 8888
#define SER_IP "192.168.109.62"struct message
{int new_fd;struct sockaddr_in cin;
};void sign(int signo)
{if(signo == 17)while(waitpid(-1,NULL,WNOHANG) > 0);
}//支线程用来信息收发
void *callback(void *arg)
{int new_fd = ((struct message *)arg)->new_fd;struct sockaddr_in cin = ((struct message *)arg)->cin;while(1){char buf[128] = "";int res = recv(new_fd,&buf,sizeof(buf),0);if(res == 0){printf("客户端下线\n");close(new_fd);exit(0);}else if(res == -1){perror("recv error");close(new_fd);return NULL;}printf("[%s:%d]:%s\n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port),buf);strcat(buf," 已读");send(new_fd,&buf,strlen(buf),0);}}int main(int argc, const char *argv[])
{//主线程回收支线程资源if(signal(17,sign) == SIG_ERR)ERR_MSG("signal error");//创建套接字文件int sfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(-1 == sfd)ERR_MSG("socket error");printf("socket success sfd = %d\n",sfd);int reuse = 1;if(setsockopt(sfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&reuse,sizeof(reuse)) == -1)ERR_MSG("setsockopt error");//创建服务器地址信息结构体并绑定struct sockaddr_in sin;sin.sin_family = AF_INET;sin.sin_port = htons(SER_PORT);sin.sin_addr.s_addr = inet_addr(SER_IP);if(-1 == bind(sfd,(struct sockaddr *)&sin,sizeof(sin)))ERR_MSG("bind error");printf("bind success\n");//设置为监听模式if(-1 == listen(sfd,128))ERR_MSG("listen error");printf("listen success\n");//创建新地址信息结构体用于收发struct sockaddr_in cin;socklen_t addrlen = sizeof(cin);//循环创建进程收发while(1){int new_fd = accept(sfd,(struct sockaddr *)&cin,&addrlen);if(new_fd == -1)ERR_MSG("accept error");printf("accpet success\n");printf("[%s:%d]连接成功\n",inet_ntoa(cin.sin_addr),ntohs(cin.sin_port));//创建进程pthread_t thread;//创建地址信息结构体用来现场传参struct message msg = {new_fd,cin};if(pthread_create(&thread,NULL,callback,&msg) != 0){printf("pthread_create error\n");return -1;}pthread_detach(thread);}close(sfd);return 0;
}