Linux開發(fā)_采用線程處理網(wǎng)絡請求

【摘要】 介紹Linux下網(wǎng)絡編程、線程編程，select機制，利用子線程響應TCP服務器的請求。

??TCP服務器創(chuàng)建流程:

1.?創(chuàng)建套接字

2.?綁定IP地址和端口號(創(chuàng)建服務器)

3.?設置監(jiān)聽的數(shù)量(限制最大可以連接的客戶端數(shù)量)

4.?等待客戶端連接

5.?實現(xiàn)基本通信

??TCP客戶端創(chuàng)建流程

1.?創(chuàng)建套接字

2.?連接服務器

3.?實現(xiàn)基本通信

任務1：網(wǎng)絡編程

練習：

1.?實現(xiàn)TCP服務器與TCP客戶端之間的基本通信，收發(fā)數(shù)據(jù) (按照上課的思路流程看函數(shù)文檔)

2.?實現(xiàn)TCP服務器與TCP客戶端之間的文件傳輸。(單個文件傳輸)

驗證方式:(1) 同一臺電腦演示 (2)同桌之間演示

考慮的問題:

(1)?網(wǎng)絡的傳輸環(huán)境，考慮應答問題

(2)?數(shù)據(jù)丟包之后如何處理? 可以重發(fā)

(3)?超時處理

(4)?服務器與客戶端之間連接斷開處理。(客戶端和服務器兩邊都需要重新連接)

文件傳輸可以在廣告機中使用。

(擴展要求): 顯示接收進度百分比，顯示接收的文件名稱，推薦: 定義結構體(使用數(shù)據(jù)結構)

3.?(擴展)實現(xiàn)TCP服務器與TCP客戶端之間的目錄傳輸。

4.?(擴展)實現(xiàn)網(wǎng)絡聊天室(模仿QQ發(fā)送消息的效果)

??一般情況下，推薦最大每次傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)不超過1024字節(jié)。

任務2：線程編程

理解: 一個線程就是一個while(1)。

練習:

1.?學習線程的基本使用

#include 
#include 
void *start_1(void *arg)
{
	while(1)
	{
		printf("123\n");
		sleep(1);
	}
}

void *start_2(void *arg)
{
	while(1)
	{
		printf("456\n");
		sleep(1);
	}
}

int main(int argc,char *argv[])
{
	pthread_t thread_1;
	pthread_t thread_2;
	pthread_create(&thread_1,NULL,start_1,NULL);
	pthread_create(&thread_2,NULL,start_2,NULL);
	while(1)
	{
		printf("789\n");
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

2.?實現(xiàn)一個服務器實現(xiàn)多個客戶端的連接，實現(xiàn)通信。

思路: 一個客戶端就是一個獨立的線程。

3.?擴展練習: 實現(xiàn)服務器同時對多個客戶端進行文件發(fā)送。

(1)?服務器連接上一個客戶端就創(chuàng)建一個線程。

(2)?線程的函數(shù)需要寫幾個? 1個

1個函數(shù)需要考慮的問題: 函數(shù)的可重入性能!

需要考慮到資源搶占! 使用信號量！

(搶答器)

設置線程分離屬性：

#include 
#include 
char str1[]="123456";
char str2[]="abcdef";
void *start_1(void *arg)
{
	 printf("arg1=%s\n",arg);
	 sleep(1);
}

void *start_2(void *arg)
{
	printf("arg2=%s\n",arg);
	sleep(2);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	pthread_t thread_1;
	pthread_t thread_2;
	pthread_create(&thread_1,NULL,start_1,"線程1的參數(shù)傳遞測試");
	pthread_create(&thread_2,NULL,start_2,"線程2的參數(shù)傳遞測試");
	
	pthread_detach(thread_1); //設置線程的分離屬性
	pthread_detach(thread_2); //設置線程的分離屬性
	
	while(1)
	{
		
	}
	return 0;
}

任務3: select阻塞輪詢機制

(1)?服務器什么時候收到數(shù)據(jù)? read

(2)?客戶端什么時候收到數(shù)據(jù)? Read

(3)?客戶端如何判斷已經(jīng)與服務器斷開連接?

使用select機制 ，當select函數(shù)返回值為1，read函數(shù)為0就表示斷開

(4)?服務器如何檢測客戶端已經(jīng)斷開連接？

采用心跳包的模式: 規(guī)定客戶端每5秒鐘發(fā)送一個特定的數(shù)據(jù)給服務器。

??IO 多路復用是指內(nèi)核一旦發(fā)現(xiàn)進程指定的一個或者多個 IO 條件準備讀取，它就通知該進程。

IO 條件：

(1)?網(wǎng)絡編程中的讀寫

(2)?標準輸出輸入中的讀寫

#include 

#include 

#include 

#include 
select:同時可以監(jiān)控多個文件描述符。
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

參數(shù):

int nfds :最大的文件描述符+1

fd_set *readfds :讀事件發(fā)生

fd_set *writefds :寫事件發(fā)生

fd_set *exceptfds:出現(xiàn)問題

struct timeval *timeout:輪詢的時間。

填NULL表示無限阻塞。

結構體里的成員填0，表示不阻塞

結構體里的成員填>0，正常的阻塞時間

返回值： 0表示沒有任何事件發(fā)生，負數(shù)表示失敗。>0表示發(fā)生對應的事件。
void FD_CLR(int fd, fd_set *set); //清除指定文件描述符

int FD_ISSET(int fd, fd_set *set); //檢測指定的文件描述符是否發(fā)生了事件

void FD_SET(int fd, fd_set *set); //添加指定的文件描述符到fd描述符集合(多次調(diào)用)

void FD_ZERO(fd_set *set); //清除整個文件描述符集合
struct timeval {

long tv_sec; /* seconds */

long tv_usec; /* microseconds */

};

TCP服務器端處理：

#include 
#include           /* See NOTES */
#include 
#include    //使用大小端轉換函數(shù)
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
//函數(shù)聲明
void *start_routine_1(void *dev);
void *start_routine_2(void *dev);

typedef void *(*start_routine) (void *);
start_routine fun[]={start_routine_1,start_routine_2};
pthread_t thread_id[2];                //存放線程的標識符
int clientfd[2];                       //保存TCP客戶端的網(wǎng)絡套接字
struct sockaddr_in client_address[2];  //存放客戶端的信息
socklen_t address_len[2];              //存放客戶端結構體信息的長度
/*服務器端口號定義*/
#define P_host 8080

/*TCP服務器代碼*/
int main(int argc,char *argv[])
{
	 int socketfd;
	 struct sockaddr_in server_address;     //存放服務器的IP地址信息
	 
   memset(&server_address,0,sizeof(struct sockaddr_in)); //初始化內(nèi)存空間
   memset(client_address,0,sizeof(struct sockaddr_in)*2); //初始化內(nèi)存空間
   
	 server_address.sin_family=PF_INET;            //IPV4協(xié)議
	 server_address.sin_port=htons(P_host);        //端口號賦值
	 server_address.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;    //本地IP地址
  /*1 .創(chuàng)建套接字*/
   socketfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
   if(socketfd<0)
   	{
   	    printf("服務器網(wǎng)絡套接字創(chuàng)建失敗!\n");	
   	    return -1;
   	}
      	 
   /*2. 綁定端口，創(chuàng)建服務器*/
   if(bind(socketfd,(const struct sockaddr *)&server_address,sizeof(struct sockaddr))!=0)
   	{
   	    printf("服務器綁定端口失敗!\n");	
   	    return -1; 	
   	}
   
   /*3. 設監(jiān)聽的端口數(shù)量*/
   if(listen(socketfd,10)!=0)
   	{
   		 printf("服務器端口監(jiān)聽失敗!\n");	
   	   return -1;	 
   	}
   
    int i;
    
    for(i=0;i<2;i++)
   	{
   		 address_len[i]=sizeof(struct sockaddr);  //計算結構體大小 20 
   	  /*4. 等待客戶端連接*/
	    if((clientfd[i]=accept(socketfd,(struct sockaddr *)&client_address[i],&address_len[i]))<0)
	   	{
	   	   	printf("等待客戶端連接失敗!\n");	
	   	    break;	
	   	} 
	    
	    //創(chuàng)建線程
	   	if(pthread_create(&thread_id[i],NULL,fun[i],NULL)!=0)
			{
			   printf("線程_%d_創(chuàng)建失敗!\n",i);		
			} 	
   	}
   	
   	while(1)
   	{
   	    	
   	}
     	
   //阻塞方式等待線程的結束
	pthread_join(thread_id[0],NULL);
	pthread_join(thread_id[1],NULL);
	return 0;	
}
//線程1
void *start_routine_1(void *dev)
{
	 while(1)
	 {
	 	  printf("TCP客戶端1連接!\n");
	 	  sleep(2);
	 }
	 //終止線程
	 pthread_exit(NULL);
}
//線程2
void *start_routine_2(void *dev)
{
	while(1)
	{
	 	  printf("TCP客戶端2連接!\n");
	 	  sleep(2);
	}
	 //終止線程
	 pthread_exit(NULL);
}