在网络编程套接字（二）中我们实现了简单的多执行流Tcp服务器。
如果想要让这里的TCP服务器处理其他任务，只需要修改对应的处理函数即可。对应到最终实现的线程池版本的TCP服务器，我们要修改的其实就只是任务类当中的handler方法。下面我们以实现简单的TCP英译汉服务器为例，看看更改后我们的TCP服务器能否正常为客户端提供英译汉服务。
简单的TCP英译汉服务器
封装Translate.hpp
英译汉TCP服务器要做的就是，根据客户端发来的英文单词找到其对应的中文意思，然后将该中文意思作为响应数据发给客户端。
创建一个recourse目录，里面创建dict.txt用来存放单词
然后对查找过程进行封装
//Translate.hpp
const std::string unknown = "unknown";
const std::string mydict = "./recourse/dict.txt"; //存放资源的路径
const std::string sep = " ";
class Translate
{
public:
Translate(std::string dict_path = mydict) : _dict_path(dict_path)
{
LoadDict();
Parse();
}
void LoadDict() //存放vector
{
std::ifstream in(_dict_path);
std::string line;
while(std::getline(in,line))
{
lines.push_back(line);
}
in.close();
}
void Parse() //存放unordered_map
{
for(auto &line : lines)
{
auto pos = line.find(sep);//XXX YYY
if(pos == std::string::npos) continue;
else
{
std::string word = line.substr(0,pos);
std::string chinese = line.substr(pos+sep.size());
_dict.insert(std::make_pair(word,chinese));
}
}
}
std::string Excute(const std::string &word) //查找
{
auto iter = _dict.find(word);
if(iter == _dict.end())
{
return unknown;
}
else
return _dict[word];
}
~Translate()
{
}
private:
std::string _dict_path;
std::unordered_map<std::string,std::string> _dict;
std::vector<std::string> lines;
};
修改TcpServer.hpp中的Service
只需要修改Service里面write给客户端写入数据那部分即可
#include "Translate.hpp"
using namespace std;
using task_t = std::function<void()>;
const static int default_backlog = 5; // TODO
Translate trans; //创建一个trans对象进行查找
class TcpServer;
class TcpServer
{
public:
// Tcp 连接全双工通信的.
void Service(int sockfd)
{
char buffer[1024];
// 一直进行IO
while (true)
{
ssize_t n = read(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
if (n > 0)
{
buffer[n] = 0;
//std::cout << buffer << endl;
// std::string echo_string = "server echo# ";
// echo_string += buffer;
// write(sockfd, echo_string.c_str(), echo_string.size());
std::string value = trans.Excute(buffer);
write(sockfd,value.c_str(),value.size());
}
else if (n == 0) // read如果返回值是0，表示读到了文件结尾(对端关闭了连接！)
{
cout << "client quit...\n" << endl;
break;
}
else
{
cout<< "read socket error" << endl;
break;
}
}
}
static void *HandlerRequest(void *args) // this
{
pthread_detach(pthread_self());
ThreadData *td = static_cast<ThreadData*>(args);
td->GetServer()->Service(td->SockFd());
delete td;
return nullptr;
}
private:
uint16_t _port;
int _listensock; // TODO
bool _isrunning;
};
代码测试
现在这个TCP服务器就能够给客户端提供英译汉的服务了，客户端发来的单词如果能够在映射表当中找到，那么服务端会将该单词对应发中文意思响应给客户端，否则返回unknow
地址转换函数
inet_ntoa函数
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
参数说明：
- cp：待转换的字符串IP。
- inp：转换后的整数IP，这是一个输出型参数。
返回值说明：
- 如果转换成功则返回一个非零值，如果输入的地址不正确则返回零值。
inet_addr函数
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
参数说明：
- cp：待转换的字符串IP。
返回值说明：
- 如果输入的地址有效，则返回转换后的整数IP；如果输入的地址无效，则返回INADDR_NONE（通常为-1）。
inet_pton函数
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
参数说明：
- af：协议家族。
- src：待转换的字符串IP。
- dst：转换后的整数IP，这是一个输出型参数。
返回值说明：
- 如果转换成功，则返回1。
- 如果输入的字符串IP无效，则返回0。
- 如果输入的协议家族af无效，则返回-1，并将errno设置为EAFNOSUPPORT。
整数IP转字符串IP
inet_ntoa函数
char *inet_ntoa(struct in_addr in);
参数说明：
- in：待转换的整数IP。
返回值说明：
- 返回转换后的字符串IP。
inet_ntop函数
const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);
参数说明：
- af：协议家族。
- src：待转换的整数IP。
- dst：转换后的字符串IP，这是一个输出型参数。
- size：用于指明dst中可用的字节数。
返回值说明：
- 如果转换成功，则返回一个指向dst的非空指针；如果转换失败，则返回NULL。
说明：
- 我们最常用的两个转换函数是inet_addr和inet_ntoa，因为这两个函数足够简单。这两个函数的参数就是需要转换的字符串IP或整数IP，而这两个函数的返回值就是对应的整数IP和字符串IP。
- 其中inet_pton和inet_ntop函数不仅可以转换IPv4的in_addr，还可以转换IPv6的in6_addr，因此这两个函数中对应的参数类型是void*。
- 实际这些转换函数都是为了满足某些打印场景的，除此之外，更多的是用来做某些数据分析，比如网络安全方面的数据分析。
TCP协议通讯流程
通讯流程总览
下图是基于TCP协议的客户端/服务器程序的一般流程：
下面我们结合TCP协议的通信流程，来初步认识一下三次握手和四次挥手，以及建立连接和断开连接与各个网络接口之间的对应关系。
三次握手的过程
服务器初始化：
- 调用socket，创建文件描述符。
- 调用bind，将当前的文件描述符和IP/PORT绑定在一起，如果这个端口已经被其他进程占用了，就会bind失败。
- 调用listen，声明当前这个文件描述符作为一个服务器的文件描述符，为后面的accept做好准备。
- 调用accept，并阻塞，等待客户端连接到来。
这个建立连接的过程，通常称为三次握手。
注意： 连接并不是立马建立成功的，由于TCP属于传输层协议，因此在建立连接时双方的操作系统会自主进行三次协商，最后连接才会建立成功。
数据传输的过程
数据传输的过程：
- 建立连接后，TCP协议提供全双工的通信服务，所谓全双工的意思是，在同一条连接中，同一时刻，通信双方可以同时写数据，相对的概念叫做半双工，同一条连接在同一时刻，只能由一方来写数据。
- 服务器从accept返回后立刻调用read，读socket就像读管道一样，如果没有数据到达就阻塞等待。
- 这时客户端调用write发送请求给服务器，服务器收到后从read返回，对客户端的请求进行处理，在此期间客户端调用read阻塞等待服务器端应答。
- 服务器调用write将处理的结果发回给客户端，再次调用read阻塞等待下一条请求。
- 客户端收到后从read返回，发送下一条请求，如此循环下去。
四次挥手的过程
断开连接的过程：
- 如果客户端没有更多的请求了，就调用close关闭连接，客户端会向服务器发送FIN段（第一次）。
- 此时服务器收到FIN后，会回应一个ACK，同时read会返回0（第二次）。
- read返回之后，服务器就知道客户端关闭了连接，也调用close关闭连接，这个时候服务器会向客户端发送一个FIN（第三次）。
- 客户端收到FIN，再返回一个ACK给服务器（第四次）。
在学习socket API时要注意应用程序和TCP协议层是如何交互的:
- 应用程序调用某个socket函数时TCP协议层完成什么动作，比如调用connect会发出SYN段。
- 应用程序如何知道TCP协议层的状态变化，比如从某个阻塞的socket函数返回就表明TCP协议收到了某些段，再比如read返回0就表明收到了FIN段。
TCP和UDP对比
