【Linux】自定义协议——网络计算器实现

📝前言：

这篇文章我们来讲讲Linux——自定义协议，序列化和反序列化

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一，套接字缓冲区

• TCP 和 UDP 套接字都有内核维护的缓冲区。当调用read()时，数据并非直接发送到网络，而是从用户空间拷贝到套接字的发送缓冲区。
• 当数据拷贝到套接字缓冲区时，内核会帮我们把数据通过网络传送到另一个主机的套接字缓冲区中（也就是说：数据在网络中的实际传输由操作系统内核负责，应用程序无需关心底层细节）
• 再由对方调用read()把数据从缓冲区拷贝回他的用户层

注意：因为TCP协议是面向字节流的，所以我们无法确定我们read得到的是 0.5个/ 1个 / 1.5 个报文，即：我们需要设置分隔符等方法来：确保接受报文的单个完整性

二，序列化和反序列化

• 数据能传：为了使数据传输更方便，我们通常先将数据序列化统一，然后方便网络的传输，另一方收到了以后，再反序列化得到原来的数据。
• 数据能懂：为了确保数据的规范（或者说让对方能知道数据的含义），我们通常会制定协议（即：规定）

1. jsoncpp

安装：sudo apt-get install libjsoncpp-dev ，如果不行，可能是apt-get没有更新到最新版本，应该先执行：sudo apt-get update
安装好后，头文件在：#include <jsoncpp/json/json.h>

2. Json::Value

Json::Value 本质上就是 JSON 序列化 / 反序列化流程中的 “中间站” 和 “结构化数据容器”，结构化的数据和字符串json都会中途存储在 Jason::Value中

3. Json::FastWriter 和 Json::Reader

• Json::FastWriter的 write用于序列化
• Json::Reader的 parse用于反序列化

注意：server和client的序列化和反序列化要处理的数据是不同的

client → server：

• client需要将3+2表达式序列化，然后传输给server
• server需要将接收到的3+2反序列化，然后调用cal计算（业务）

server → client：

• server将得到的结果：5序列化传输回去
• client收到后，反序列化得到5

我们把client的操作封装到Request中，把server的操作封装到Response中

三，守护进程

1. 补充知识

一些基本概念：

• 进程组：进程是以进程组的形式完成任务的，组长进程的ID和进程组ID一样
• 会话：是多个进程组的集合
  • 一个终端创建的时候就有一个会话
  • 如果会话销毁了，OS会向里面的进程组发送SIGHUP 信号（挂断信号），即：里面的进程都会销毁
  • 会话也有ID（SID）
  • 当登陆Xshell的时候，就是创建会话，bash进程独立成一组，成为该会话的首进程，并且会打开文件描述符012

问：为什么终端运行了新进程以后，终端就无法响应ls等命令。
答：因为键盘只有一个，即：所以一次会话中有且只能有一个前台进程组，占用标准输入。当我们在bash运行新进程的时候，新进程会继承bash的文件描述符012，新进程作为前台进程，此时bash会被切换到后台，所以不会得到前台的标准输入。

2. 作业

作业：在当前终端会话中启动用来完成某些任务的进程或进程组

2.1 作业状态

2.2 作业控制

• jobs：查看作业列表
  

• &：启动时加&默认到后台运行

• Ctrl+Z：挂起，向前台进程组的所有进程发送 SIGTSTP 信号（挂起信号），前台进程组立刻暂停

• fg：将作业切回前台
  

• bg：将挂起作业恢复至后台（只能对暂停作业恢复），参数和fg一样

3.守护进程

终端创建的时候会创建会话，如果终端关了，会话就被销毁了，会话中的进程就会销毁。

和终端切除关联：setsid() 函数

• 为调用进程创建新的会话，并成为该新会话的首进程，与原终端切除关联了
• 调用setsid()进程不能是组长进程
  • 避免进程组组长：先通过 fork() 创建子进程，让父进程退出，再让子进程调用 setsid()（因为有父进程，所以子进程一定不是组长）

切断与终端交互：dev/null文件

• 写入这个文件的内容都会被丢弃，从这个文件里面读到的内容都是空
• 守护进程往往要把012给关了，或者重定向，因为守护进程不与终端交互

设计守护进程的系统调用daemon：

#include <unistd.h>
int daemon(int nochdir, int noclose);

• daemon的核心是setsid()
• 参数
  • nochdir：是否保留原工作目录
    • 1：保留
    • 0：不保留，切换到/目录（推荐）
  • noclose：是否保留标准流
    • 1：保留
    • 0，不保留，重定向到dev/null文件（推荐）

四，代码实现

请访问我的GIthub——Netcal

运行时，查看进程信息，可见TTY → ？（即：关联到任何交互式终端，已为守护进程）

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