Linux开发_采用线程处理网络请求

【摘要】 介绍Linux下网络编程、线程编程，select机制，利用子线程响应TCP服务器的请求。

​TCP服务器创建流程:

1.​创建套接字

2.​绑定IP地址和端口号(创建服务器)

3.​设置监听的数量(限制最大可以连接的客户端数量)

4.​等待客户端连接

5.​实现基本通信

​TCP客户端创建流程

1.​创建套接字

2.​连接服务器

3.​实现基本通信

任务1：网络编程

练习：

1.​实现TCP服务器与TCP客户端之间的基本通信，收发数据 (按照上课的思路流程看函数文档)

2.​实现TCP服务器与TCP客户端之间的文件传输。(单个文件传输)

验证方式:(1) 同一台电脑演示 (2)同桌之间演示

考虑的问题:

(1)​网络的传输环境，考虑应答问题

(2)​数据丢包之后如何处理? 可以重发

(3)​超时处理

(4)​服务器与客户端之间连接断开处理。(客户端和服务器两边都需要重新连接)

文件传输可以在广告机中使用。

(扩展要求): 显示接收进度百分比，显示接收的文件名称，推荐: 定义结构体(使用数据结构)

3.​(扩展)实现TCP服务器与TCP客户端之间的目录传输。

4.​(扩展)实现网络聊天室(模仿QQ发送消息的效果)

​一般情况下，推荐最大每次传输的字节数不超过1024字节。

任务2：线程编程

理解: 一个线程就是一个while(1)。

练习:

1.​学习线程的基本使用

#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.​实现一个服务器实现多个客户端的连接，实现通信。

思路: 一个客户端就是一个独立的线程。

3.​扩展练习: 实现服务器同时对多个客户端进行文件发送。

(1)​服务器连接上一个客户端就创建一个线程。

(2)​线程的函数需要写几个? 1个

1个函数需要考虑的问题: 函数的可重入性能!

需要考虑到资源抢占! 使用信号量！

(抢答器)

设置线程分离属性：

#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,"线程1的参数传递测试");
	pthread_create(&thread_2,NULL,start_2,"线程2的参数传递测试");
	
	pthread_detach(thread_1); //设置线程的分离属性
	pthread_detach(thread_2); //设置线程的分离属性
	
	while(1)
	{
		
	}
	return 0;
}

任务3: select阻塞轮询机制

(1)​服务器什么时候收到数据? read

(2)​客户端什么时候收到数据? Read

(3)​客户端如何判断已经与服务器断开连接?

使用select机制 ，当select函数返回值为1，read函数为0就表示断开

(4)​服务器如何检测客户端已经断开连接？

采用心跳包的模式: 规定客户端每5秒钟发送一个特定的数据给服务器。

​IO 多路复用是指内核一旦发现进程指定的一个或者多个 IO 条件准备读取，它就通知该进程。

IO 条件：

(1)​网络编程中的读写

(2)​标准输出输入中的读写

#include 

#include 

#include 

#include 
select:同时可以监控多个文件描述符。
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

参数:

int nfds :最大的文件描述符+1

fd_set *readfds :读事件发生

fd_set *writefds :写事件发生

fd_set *exceptfds:出现问题

struct timeval *timeout:轮询的时间。

填NULL表示无限阻塞。

结构体里的成员填0，表示不阻塞

结构体里的成员填>0，正常的阻塞时间

返回值： 0表示没有任何事件发生，负数表示失败。>0表示发生对应的事件。
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); //检测指定的文件描述符是否发生了事件

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(多次调用)

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

long tv_sec; /* seconds */

long tv_usec; /* microseconds */

};

TCP服务器端处理：

#include 
#include           /* See NOTES */
#include 
#include    //使用大小端转换函数
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
//函数声明
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];                //存放线程的标识符
int clientfd[2];                       //保存TCP客户端的网络套接字
struct sockaddr_in client_address[2];  //存放客户端的信息
socklen_t address_len[2];              //存放客户端结构体信息的长度
/*服务器端口号定义*/
#define P_host 8080

/*TCP服务器代码*/
int main(int argc,char *argv[])
{
	 int socketfd;
	 struct sockaddr_in server_address;     //存放服务器的IP地址信息
	 
   memset(&server_address,0,sizeof(struct sockaddr_in)); //初始化内存空间
   memset(client_address,0,sizeof(struct sockaddr_in)*2); //初始化内存空间
   
	 server_address.sin_family=PF_INET;            //IPV4协议
	 server_address.sin_port=htons(P_host);        //端口号赋值
	 server_address.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;    //本地IP地址
  /*1 .创建套接字*/
   socketfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
   if(socketfd<0)
   	{
   	    printf("服务器网络套接字创建失败!\n");	
   	    return -1;
   	}
      	 
   /*2. 绑定端口，创建服务器*/
   if(bind(socketfd,(const struct sockaddr *)&server_address,sizeof(struct sockaddr))!=0)
   	{
   	    printf("服务器绑定端口失败!\n");	
   	    return -1; 	
   	}
   
   /*3. 设监听的端口数量*/
   if(listen(socketfd,10)!=0)
   	{
   		 printf("服务器端口监听失败!\n");	
   	   return -1;	 
   	}
   
    int i;
    
    for(i=0;i<2;i++)
   	{
   		 address_len[i]=sizeof(struct sockaddr);  //计算结构体大小 20 
   	  /*4. 等待客户端连接*/
	    if((clientfd[i]=accept(socketfd,(struct sockaddr *)&client_address[i],&address_len[i]))<0)
	   	{
	   	   	printf("等待客户端连接失败!\n");	
	   	    break;	
	   	} 
	    
	    //创建线程
	   	if(pthread_create(&thread_id[i],NULL,fun[i],NULL)!=0)
			{
			   printf("线程_%d_创建失败!\n",i);		
			} 	
   	}
   	
   	while(1)
   	{
   	    	
   	}
     	
   //阻塞方式等待线程的结束
	pthread_join(thread_id[0],NULL);
	pthread_join(thread_id[1],NULL);
	return 0;	
}
//线程1
void *start_routine_1(void *dev)
{
	 while(1)
	 {
	 	  printf("TCP客户端1连接!\n");
	 	  sleep(2);
	 }
	 //终止线程
	 pthread_exit(NULL);
}
//线程2
void *start_routine_2(void *dev)
{
	while(1)
	{
	 	  printf("TCP客户端2连接!\n");
	 	  sleep(2);
	}
	 //终止线程
	 pthread_exit(NULL);
}