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;
}