【Linux】网络编程_3

news2024/11/23 21:22:38

文章目录

  • 十、网络基础
    • 5. socket编程
      • socket 常见API
      • sockaddr结构
      • 简单的UDP网络程序
  • 未完待续


十、网络基础

5. socket编程

socket 常见API

// 创建 socket 文件描述符 (TCP/UDP, 客户端 + 服务器)
int socket(int domain, int type, int protocol);
 
// 绑定端口号 (TCP/UDP, 服务器) 
int bind(int socket, const struct sockaddr *address,
 socklen_t address_len);
 
// 开始监听socket (TCP, 服务器)
int listen(int socket, int backlog);
 
// 接收请求 (TCP, 服务器)
int accept(int socket, struct sockaddr* address,
 socklen_t* address_len);
 
// 建立连接 (TCP, 客户端)
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
 socklen_t addrlen);

sockaddr结构

socket API是一层抽象的网络编程接口,适用于各种底层网络协议,如IPv4、IPv6,以及后面要讲的UNIX DomainSocket. 然而, 各种网络协议的地址格式并不相同。
在这里插入图片描述
IPv4、IPv6地址类型分别定义为常数AF_INET、AF_INET6. 这样,只要取得某种sockaddr结构体的首地址,不需要知道具体是哪种类型的sockaddr结构体,就可以根据地址类型字段确定结构体中的内容。
我们真正在基于IPv4编程时, 使用的数据结构是sockaddr_in; 这个结构里主要有三部分信息: 地址类型,端口号,IP地址。

简单的UDP网络程序

我们需要我们之前写的日志程序:
Log.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <ctime>
#include <cstdarg>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include "LockGuard.hpp"

// 宏定义,用于定义日志格式
#define LOG(level, format, ...) do{LogMessage(__FILE__, __LINE__, gIsSave, level, format, ##__VA_ARGS__);}while (0)
// 将日志输入到文件
#define EnableFile() do{gIsSave = true;}while (0)
// 将日志输出到显示器
#define EnableScreen() do{gIsSave = false;}while (0)

bool gIsSave = false;
// 日志文件名
const std::string logname = "log.txt";

// 枚举日志级别
enum Level
{
    DEBUG = 0,
    INFO,
    WARNING,
    ERROR,
    FATAL
};

// 保存日志到文件
void SaveFile(const std::string &filename, const std::string &message)
{
    std::ofstream out(filename, std::ios::app);
    if (!out.is_open())
    {
        return;
    }
    out << message;
    out.close();
}

// 日志级别转字符串
std::string LevelToString(int level)
{
    switch (level)
    {
    case DEBUG:
        return "Debug";
    case INFO:
        return "Info";
    case WARNING:
        return "Warning";
    case ERROR:
        return "Error";
    case FATAL:
        return "Fatal";
    default:
        return "Unknown";
    }
}

// 获取当前时间字符串
std::string GetTimeString()
{
    time_t curr_time = time(nullptr);
    struct tm *format_time = localtime(&curr_time);
    if (format_time == nullptr)
        return "None";
    char time_buffer[1024];
    snprintf(time_buffer, sizeof(time_buffer), "%d-%d-%d %d:%d:%d",
             format_time->tm_year + 1900,
             format_time->tm_mon + 1,
             format_time->tm_mday,
             format_time->tm_hour,
             format_time->tm_min,
             format_time->tm_sec);
    return time_buffer;
}

// 日志锁,同一时刻只能写一个日志
pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

// 日志信息
void LogMessage(std::string filename, int line, bool issave, int level, const char *format, ...)
{
    // 日志级别
    std::string levelstr = LevelToString(level);
    // 时间
    std::string timestr = GetTimeString();
    // 进程id
    pid_t selfid = getpid();

    // 日志内容
    char buffer[1024];
    va_list arg;
    va_start(arg, format);
    vsnprintf(buffer, sizeof(buffer), format, arg);
    va_end(arg);

    // 日志格式化
    std::string message = "[" + timestr + "]" + "[" + levelstr + "]" +
                          "[" + std::to_string(selfid) + "]" +
                          "[" + filename + "]" + "[" + std::to_string(line) + "] " + buffer;
    LockGuard lockguard(&lock);

    // 输出日志
    if (!issave)
    {
        std::cout << message;
    }
    else
    {
        SaveFile(logname, message);
    }
}

封装的RAII模式的锁:
LockGuard.hpp

#ifndef __LOCK_GUARD_HPP__
#define __LOCK_GUARD_HPP__

#include <iostream>
#include <pthread.h>

class LockGuard
{
public:
    // 构造函数加锁
    LockGuard(pthread_mutex_t *mutex)
        :_mutex(mutex)
    {
        pthread_mutex_lock(_mutex);
    }

    // 析构函数解锁
    ~LockGuard()
    {
        pthread_mutex_unlock(_mutex);
    }
private:
    pthread_mutex_t *_mutex;
};

#endif

服务端代码:
UdpServer.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <cerrno>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <strings.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include "Log.hpp"
#include "InetAddr.hpp"

enum
{
    SOCKET_ERROR = 1,
    BIND_ERROR,
    USAGE_ERROR
};

const static int defaultfd = -1;

class UdpServer
{
public:
    UdpServer(uint16_t port)
        :_sockfd(defaultfd)
        ,_port(port)
        ,_isrunning(false)
    {}

    void InitServer()
    {
        // 创建 UDP socket 套接字
        _sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
        if (_sockfd < 0)
        {
            LOG(FATAL, "socket error, %s, %d\n", strerror(errno), errno);
            exit(SOCKET_ERROR);
        }
        LOG(INFO, "socket create success, sockfd: %d\n", _sockfd);

        struct sockaddr_in local;
        bzero(&local, sizeof(local));
        local.sin_family = AF_INET;
        // 端口号要经过网络传输,需要转换成网络字节序
        local.sin_port = htons(_port);
        local.sin_addr.s_addr = 0;

        // 绑定本地地址
        int n = bind(_sockfd, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local));
        if (n < 0)
        {
            LOG(FATAL, "bind error, %s, %d\n", strerror(errno), errno);
            exit(BIND_ERROR);
        }
        LOG(INFO, "socket bind success\n");
    }

    void Start()
    {
        // 启动服务器
        _isrunning = true;
        while (true)
        {
            // 接收数据
            char buffer[1024];
            struct sockaddr_in peer;
            socklen_t len = sizeof(peer);
            ssize_t n = recvfrom(_sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (struct sockaddr*)&peer, &len);
            if (n > 0)
            {
                // 收到数据,打印
                buffer[n] = '\0';
                InetAddr addr(peer);
                LOG(DEBUG, "get message from [%s:%d]: %s\n", addr.Ip().c_str(), addr.Port(), buffer);
                sendto(_sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (struct sockaddr*)&peer, len);
            }
            // sleep(1);
            // LOG(DEBUG, "server is running...\n");
        }
        _isrunning = false;
    }

    ~UdpServer()
    {}
private:
    int _sockfd;
    // std::string _ip;
    // 服务器所用端口号
    uint16_t _port;
    bool _isrunning;
};

客户端代码:
UdpClient.hpp

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstdlib>

void Usage(std::string proc)
{
    std::cout << "Usage:\n\t" << proc << " local_ip local_prot\n" << std::endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 3)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(1);
    }
    // 获取本地IP地址和端口号
    std::string serverip = argv[1];
    uint16_t serverport = std::stoi(argv[2]);

    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0)
    {
        std::cerr << "socket error" << std::endl;
    }

    // 构建目标主机的socket信息
    struct sockaddr_in server;
    memset(&server, 0, sizeof(server));
    server.sin_family = AF_INET;
    server.sin_port = htons(serverport);
    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(serverip.c_str());
    std::string message;
    // 循环发送消息
    while (true)
    {
        // 输入消息
        std::cout << "Please Enter# ";
        std::getline(std::cin, message);
        sendto(sockfd, message.c_str(), message.size(), 0, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server));

        // 接收消息
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        char buffer[1024];
        ssize_t n = recvfrom(sockfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (struct sockaddr*)&peer, &len);
        if (n > 0)
        {
            std::cout << "server echo# " << buffer <<std::endl;
        }
    }
    
    return 0;
}

发送者数据:
InetAddr.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>

class InetAddr
{
private:
    void GetAddress(std::string *ip, uint16_t *port)
    {
        *port = ntohs(_addr.sin_port);
        *ip = inet_ntoa(_addr.sin_addr);
    }

public:
    InetAddr(const struct sockaddr_in &addr) : _addr(addr)
    {
        GetAddress(&_ip, &_port);
    }

    std::string Ip()
    {
        return _ip;
    }

    uint16_t Port()
    {
        return _port;
    }

    ~InetAddr()
    {}
private:
    struct sockaddr_in _addr;
    std::string _ip;
    uint16_t _port;
};

Main.cc

#include <iostream>
#include <memory>
#include "UdpServer.hpp"

void Usage(std::string proc)
{
    std::cout << "Usage:\n\t" << proc << " local_prot\n" << std::endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 2)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(USAGE_ERROR);
    }
    EnableScreen();
    // std::string local_ip = argv[1];
    uint16_t port = std::stoi(argv[1]);
    std::unique_ptr<UdpServer> usvr(new UdpServer(port));
    // 初始化服务器
    usvr->InitServer();
    // 启动服务器
    usvr->Start();
    return 0;
}

Makefile

.PHONY:all
all:udpserver udpclient

udpserver:Main.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11
udpclient:UdpClient.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11
.PHONY:clean
clean:
	rm -f udpserver udpclient

结果:
服务端输入:./udpserver 端口号 即可
客户端输入:./udpclient 服务器的ip地址(若是本地互联,输入0即可) 端口号 即可
在这里插入图片描述
成功通信!


未完待续

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1973680.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

LLM大模型的书那么多,如何快速选到适合自己的那一本?来,我教你!

大模型的书这么多&#xff0c;该怎么选呢&#xff1f;今天就来教大家怎么快速地从众多大模型书中选到你想要的那一本&#xff01; 朋友们如果有需要这些大模型书 扫码获取~ &#x1f449;CSDN大礼包&#x1f381;&#xff1a;全网最全《LLM大模型书籍资源包》免费分享&#xf…

SpringBoot入门、进阶、强化、扩展、知识体系完善等知识点学习、性能优化、源码分析专栏分享

场景 作为一名Java开发者&#xff0c;SpringBoot已经成为日常开发所必须。 势必经历过从入门到自学、从基础到进阶、从学习到强化的过程。 当经历过几年企业级开发的磨炼&#xff0c;再回头看之前的开发过程、成长阶段发现确实是走了好多的弯路。 作为一名终身学习的信奉者…

程序工具_doxygen

doxygen是API文档生成工具 安装和使用&#xff1a; 下载地址&#xff1a;https://www.doxygen.nl/download.html 安装一直next就可以。 打开后的界面&#xff1a; 使用&#xff1a; 选择好文件夹&#xff0c;然后 “Run dexygen”&#xff0c;就在选择的文件夹下生成html和…

浏览器用户文件夹详解 - WebData(八)

1.WebData简介 1.1 什么是WebData文件&#xff1f; WebData文件是Chromium浏览器中用于存储用户表单数据、自动填充信息和支付信息的一个重要文件。每当用户在浏览器中填写表单或保存支付信息时&#xff0c;这些数据都会被记录在WebData文件中。通过这些记录&#xff0c;浏览…

[PM]面试题-综合问题

思维题 说说当前的科技行业 web3是我比较感兴趣的方向, 在国内还处于起步阶段, web3重要的特点是去中心化, 依赖的技术有以太坊, 区块链, 智能合约, 现在位置还没有特别成熟的产品形态, 发展的比较好的方向就是数字藏品和游戏方向 列举一个你认为比较好的APP, 说明其独特之处…

【从零搭建SpringBoot3.x 项目脚手架】- 1. 工程初始化

为什么会有这个系列文章 在项目开发中&#xff0c;大多项目依旧沿用的是 JDK 8 Spring Boot 2.x 系列的技术栈&#xff0c;没有Spring Boot 3.x 的上手实践机会。在个人学习探索 Spring Boot 3.x 的过程中&#xff0c;遇到多数第三方框架集成和问题排查的技术问题&#xff0c…

优秀的行为验证码的应用场景与行业案例

应用场景 登录注册 &#xff1a; 验证码适用于App、Web及小程序等用户注册场景&#xff0c;可以抵御自动机恶意注册&#xff0c;垃圾注册、抵御撞库登录、暴力破解、验证账号敏感信息的修改&#xff0c;同时可以有效阻止撞库攻击&#xff0c;从源头进行防护&#xff0c;保障正…

Spring Sharding 启动加载慢问题排查

问题复现&#xff1a; Spring服务在启动的时候经常发现会在一个地方停顿很久&#xff0c;通过日志看到Spring 在初始化 Druid 数据的时候进行了阻塞操作&#xff0c;导致耗时接近2s 耗时对服务本身未造成太大影响&#xff0c;主要在启动的时候浪费了太久的时间 问题排查&…

Python酷库之旅-第三方库Pandas(062)

目录 一、用法精讲 241、pandas.Series.view方法 241-1、语法 241-2、参数 241-3、功能 241-4、返回值 241-5、说明 241-6、用法 241-6-1、数据准备 241-6-2、代码示例 241-6-3、结果输出 242、pandas.Series.compare方法 242-1、语法 242-2、参数 242-3、功能 …

WEB前端15-Router路由

Vue2-router路由 在使用Vue.js构建现代单页面应用程序&#xff08;SPA&#xff09;时&#xff0c;路由管理是至关重要的一部分。Vue Router 是 Vue.js 官方的路由管理器&#xff0c;它允许你在应用程序中实现基于组件的页面导航。本文将介绍Vue Router的基本概念和用法&#x…

TypeScript 装饰器详解

还是大剑师兰特&#xff1a;曾是美国某知名大学计算机专业研究生&#xff0c;现为航空航海领域高级前端工程师&#xff1b;CSDN知名博主&#xff0c;GIS领域优质创作者&#xff0c;深耕openlayers、leaflet、mapbox、cesium&#xff0c;canvas&#xff0c;webgl&#xff0c;ech…

linux一些基础知识(未完待续)

ldd&#xff1a;输出程序或者库所依赖的共享库列表dmesg -c: 显示系统内核日志/dev/ttyS0: 串口com0/dev/tty: 当前控制台/dev/console&#xff1a;总控制台.local &#xff1a;本地文件 /home/ljg下有多个汉字命名的文件夹&#xff0c;.local不在其中&#xff1a; cat /var…

正则表达式 空格匹配

目录 一. 前提二. 半角空格 匹配半角空格三. ^ 匹配半角空格开头的半角空格四. ^ $ 匹配整行都是半角空格五. ^[ \t]$ 匹配整行都是半角或Tab空格六. \s 匹配所有空格七. [^\s]匹配除了空格之外的所有内容 一. 前提 &#x1f447;&#x1f447;&#x1f447;有如下所示的内容…

【2024蓝桥杯/C++/B组/传送阵】

题目 问题代码 #include<bits/stdc.h> using namespace std;const int N 1e610; int n; int porter[N]; int ans; int sign[N]; bool used;void dfs(int now, int cnt) {if(sign[now] && used){ans max(ans, cnt);return;}if(!sign[now]){cnt, sign[now] 1; …

大数据环境安装Elasticsearch Kibana可视化

1、用yum安装&#xff0c;配置仓库和镜像。 2、用离线软件包&#xff0c;rpm安装。 服务器环境CentOS7.9 因为云安装&#xff0c;配置镜像版本一直没有成功&#xff0c;改为直接下载软件安装。 官方网址&#xff1a;https://www.elastic.co/cn/downloads/elasticsearch 因为要…

提供三方API接口、调用第三方接口API接口、模拟API接口(二)通过token实现防止业务接口的重复调用

背景&#xff1a;紧接着上一篇&#xff0c;API中的签名认证&#xff0c;我通过signature签名机制保证了&#xff0c;参数不被修改&#xff0c;但是如果我们提供给外部的接口&#xff08;此时我们作为第三方&#xff09;&#xff0c;如果被外部恶意重复调用怎么办&#xff1f; 此…

并行编程实战——TBB中的图

一、graph 在TBB框架中&#xff0c;基础的运行框架就是图graph。简单的回顾一下什么是图&#xff1f;图是由顶点和边组成的数学结构&#xff0c;表示对象及其之间的关系。图分为有向图和无向图。在TBB中&#xff0c;其实它的图叫做流图&#xff08;Flow Graph&#xff09;&…

【leetcode详解】直角三角形:用空间换时间(O(m*n*(m+n))>O(m*n))(思路详解)

思路详解&#xff1a; 0. 遍历矩阵grid中每个点&#xff0c;若为“1”&#xff0c;则尝试将其视为直角三角形的直角顶点&#xff0c;关注该点所在横、纵轴&#xff0c;是否有其他点为“1”&#xff08;来与之构成直角边&#xff09; 1. 关于如何计算以该点为直角顶点的直角三…

【Python实战】一键生成 PDF 报告,图文并茂,代码全公开

话接上篇&#xff1a; 自动化处理 PDF 文档&#xff0c;完美实现 WPS 会员功能如何优雅地实现 PDF 去水印&#xff1f; 后台有小伙伴们问&#xff1a;能否基于已有的内容&#xff08;文本、图像等&#xff09;&#xff0c;一键生成 PDF 文档&#xff1f; 或者说&#xff0c;…

性能测试强化训练营*-可看(随意)

一.性能测试:目的/意义&#xff0c;误区 功能测试 VS 性能测试:测试一辆汽车: 功能: 轮子转不转&#xff0c;方向盘转向动不动&#xff0c;点火能不能打开发动机… --使用者&#xff0c;功能能否按照我的想法去正常使用(应用) 性能: 噪音大不大&#xff0c;百公里加速多少秒&a…