【Linux Network】网络编程套接字（代码练习）—TCP

news2024/10/5 17:18:14

目录

1. 常用接口

2. 服务器和客户端的简单流程

3. C/S 回声通信

4. 创建子进程完成 C/S 回声通信

5. 创建孙子进程完成 C/S 回声通信

6. 创建线程完成 C/S 回声通信

7. 使用线程池完成 C/S 回声通信

Linux网络编程在✨ 本篇博文的代码虽然多，但都是修改一点点tcp_server.cc代码。tcp_client.cc、makefile代码是没有改动的，全部写出来是为了保证代码的完整性，还请大家耐心看下去！

1. 常用接口

 socket：创建套接字：

// 创建 socket 文件描述符
int socket(int domain, int type, int protocol);

返回值：

  • 套接字创建成功返回一个文件描述符 ，创建失败返回-1，同时错误码会被设置。

参数：

  • domain：网络通信设置为AF_INET（IPv4）或AF_INET6（IPv6）；
  • type：基于TCP的网络通信，我们采用的就是SOCK_STREAM，叫做用户数据报服务；
  • protocol：创建套接字的协议类别，一般设置为0；

 struct sockaddr_in 结构体：

struct sockaddr_in当中的成员如下：

sin_family：表示通信机制（本地/网络）。
sin_port：表示端口号，是一个16位的整数。
sin_addr.s_addr：表示IP地址，是一个32位的整数。

bind：绑定端口号：

// 绑定端口号 (TCP/UDP, 服务器) 
int bind(int socket, const struct sockaddr *address, socklen_t address_len);

返回值：

  • 绑定成功返回0，绑定失败返回-1，同时错误码会被设置。

参数：

  • socket：绑定的文件的文件描述符。也就是我们创建套接字时获取到的文件描述符。
  • addr：网络相关的属性信息，包括协议家族、IP地址、端口号等。
  • addrlen：传入的addr结构体的长度。

建立连接：（TCP，客户端）

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

返回值说明：

  • 如果连接成功则返回0 如果失败则返回-1 错误码被设置

参数说明：

  • sockfd：特定的套接字，表示通过该套接字发起连接请求。
  • addr：对端网络相关的属性信息，包括协议家族、IP地址、端口号等。
  • addrlen：传入的addr结构体的长度。

监听套接字：（TCP，服务器）

int listen(int sockfd, int backlog);

返回值：

  • 监听成功返回0，监听失败返回-1，同时错误码会被设置。

参数：

  • sockfd：需要设置为监听状态的套接字对应的文件描述符。
  • backlog：全连接队列的最大长度。如果有多个客户端同时发来连接请求，此时未被服务器处理的连接就会放入连接队列，该参数代表的就是这个全连接队列的最大长度，一般不要设置太大，设置为5或10即可。

接收请求：（TCP，服务器）

int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

返回值：

  • 获取连接成功返回接收到的套接字的文件描述符，获取连接失败返回-1，同时错误码会被设置。

参数说明：

  • sockfd：特定的监听套接字，表示从该监听套接字中获取连接。
  • addr：对端网络相关的属性信息，包括协议家族、IP地址、端口号等。
  • addrlen：调用时传入期望读取的addr结构体的长度，返回时代表实际读取到的addr结构体的长度，这是一个输入输出型参数。

2. 服务器和客户端的简单流程

客户端：

  • 创建套接字；
  • 定义结构体；
  • 发起链接请求；
  • 业务逻辑；

服务器端：

  • 创建套接字；
  • 定义结构体；
  • 绑定端口号；
  • 监听客户端是否发送请求；
  • 接收请求；
  • 业务逻辑；

3. C/S 回声通信

结果演示：

源代码：

  • makefile
.PHONY:all
all:tcp_server tcp_client 

tcp_server:tcp_server.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11
tcp_client:tcp_client.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11

.PHONY:clean
clean:
	rm -f tcp_server tcp_client
  • tcp_server.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_port"<<endl;
}

//服务
void service(int new_sock)
{
    while(true)
    {
        char buffer[1024]={0};
        ssize_t s = read(new_sock, buffer, sizeof(buffer));
        if(s>0)
        {
            buffer[s-1]='\0';
            cout<<"client say # "<<buffer<<endl;
            string message = "hello client:";
            message += buffer;
            write(new_sock, message.c_str(), message.size());
        }
        else if(s==0)
        {
            cout<<"client quit..."<<endl;
            break;
        }
        else 
        {
            cout<<"read failed!"<<endl;
            break;
        }
    }
    //在此要关闭文件描述符，否则会造成文件描述符泄露问题
    close(new_sock);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=2)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    local.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    //3.绑定端口号
    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local))<0)
    {
        cout<<"bind failed!"<<errno;
        return 3;
    }
    //4.监听
    if(listen(sock, 5)<0)
    {
        cout<<"listen failed!"<<errno<<endl;
        return 4;
    }
    for(; ;)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        //4.接收请求
        int new_sock = accept(sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);
        if(new_sock<0)
        {
            continue;
        }
        //获取客户端的ip
        string client_ip = inet_ntoa(peer.sin_addr);
        //获取客户端的port
        uint16_t client_port = ntohs(peer.sin_port);
        cout<<"get a new link -> : ip:["<<client_ip<<"] port:["<<client_port<<"]"<<" sock:"<<sock <<" new_sock:"<<new_sock<<endl;
        //服务
        service(new_sock);
    }
    return 0;
}
  • tcp_client.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_ip server_prot"<<endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno<<endl;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in server;
    memset(&server, 0, sizeof(server));
    socklen_t len = sizeof(server);
    server.sin_family = AF_INET;

    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    //客户端不用显示绑定
    //3.发起链接请求
    if(connect(sock, (struct sockaddr*)&server, len)<0)
    {
        cout<<"connect failed!"<<errno<<endl;
        return 3;
    }
    cout<<"connect success!"<<endl;
    //4.通信
    while(true)
    {
        cout<<"请输入:";
        char buffer[1024]={0};
        //从键盘读取数据
        fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
        write(sock, buffer, strlen(buffer));
        ssize_t s = read(sock, buffer, sizeof(buffer));
        buffer[s]=0;
        cout<<"server say # "<<buffer<<endl;
    }
    return 0;
}

文件描述符泄露问题：

总结：上述是一种客户和服务器一对一的业务通信，在平常生活中不会使用到； 

4. 创建子进程完成 C/S 回声通信

结果演示：

源代码：

  • makefile
.PHONY:all
all:tcp_server tcp_client 

tcp_server:tcp_server.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11
tcp_client:tcp_client.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11

.PHONY:clean
clean:
	rm -f tcp_server tcp_client
  • tcp_server.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_port"<<endl;
}

//服务
void service(int new_sock)
{
    while(true)
    {
        char buffer[1024]={0};
        ssize_t s = read(new_sock, buffer, sizeof(buffer));
        if(s>0)
        {
            buffer[s-1]='\0';
            cout<<"client say # "<<buffer<<endl;
            string message = "hello client:";
            message += buffer;
            write(new_sock, message.c_str(), message.size());
        }
        else if(s==0)
        {
            cout<<"client quit..."<<endl;
            break;
        }
        else 
        {
            cout<<"read failed!"<<endl;
            break;
        }
    }
    //在此要关闭文件描述符，否则会造成文件描述符泄露问题
    close(new_sock);
    exit(0);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=2)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }

    //捕捉sigchld信号，父进程不用等待子进程
    //在Linux中父进程忽略子进程的SIGCHLD信号，子进程会自动回收资源
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    local.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    //3.绑定端口号
    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local))<0)
    {
        cout<<"bind failed!"<<errno;
        return 3;
    }
    //4.监听
    if(listen(sock, 5)<0)
    {
        cout<<"listen failed!"<<errno<<endl;
        return 4;
    }
    for(; ;)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        //4.接收请求
        int new_sock = accept(sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);
        if(new_sock<0)
        {
            continue;
        }
        //获取客户端的ip
        string client_ip = inet_ntoa(peer.sin_addr);
        //获取客户端的port
        uint16_t client_port = ntohs(peer.sin_port);
        cout<<"get a new link -> : ip:["<<client_ip<<"] port:["<<client_port<<"]"<<" sock:"<<sock <<" new_sock:"<<new_sock<<endl;
        //服务
        pid_t pid = fork();
        if(pid<0)
        {
            //创建子进程失败
            continue;
        }
        else if(pid==0)
        {
            //child
            //子进程继承父进程sock new_sock文件描述符
            //避免造成文件描述符泄露问题，关闭sock
            close(sock);
            service(new_sock);
        }
        //parent
        close(new_sock);
    }
    return 0;
}
  • tcp_client.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_ip server_prot"<<endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno<<endl;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in server;
    memset(&server, 0, sizeof(server));
    socklen_t len = sizeof(server);
    server.sin_family = AF_INET;

    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    //客户端不用显示绑定
    //3.发起链接请求
    if(connect(sock, (struct sockaddr*)&server, len)<0)
    {
        cout<<"connect failed!"<<errno<<endl;
        return 3;
    }
    cout<<"connect success!"<<endl;
    //4.通信
    while(true)
    {
        cout<<"请输入:";
        char buffer[1024]={0};
        //从键盘读取数据
        fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
        write(sock, buffer, strlen(buffer));
        ssize_t s = read(sock, buffer, sizeof(buffer));
        buffer[s]=0;
        cout<<"server say # "<<buffer<<endl;
    }
    return 0;
}

不回收资源造成僵尸进程的问题：

总结：

客户端发起链接请求；

服务端接收链接请求，创建子进程完成业务逻辑 ，捕捉SIGCHLD信号，不用等待子进程；

达到了一个服务器服务多个客户的目的；

5. 创建孙子进程完成 C/S 回声通信

结果演示：

源代码：

  • makefile
.PHONY:all
all:tcp_server tcp_client 

tcp_server:tcp_server.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11
tcp_client:tcp_client.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11

.PHONY:clean
clean:
	rm -f tcp_server tcp_client
  • tcp_server.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_port"<<endl;
}

//服务
void service(int new_sock)
{
    while(true)
    {
        char buffer[1024]={0};
        ssize_t s = read(new_sock, buffer, sizeof(buffer));
        if(s>0)
        {
            buffer[s-1]='\0';
            cout<<"client say # "<<buffer<<endl;
            string message = "hello client:";
            message += buffer;
            write(new_sock, message.c_str(), message.size());
        }
        else if(s==0)
        {
            cout<<"client quit..."<<endl;
            break;
        }
        else 
        {
            cout<<"read failed!"<<endl;
            break;
        }
    }
    //在此要关闭文件描述符，否则会造成文件描述符泄露问题
    close(new_sock);
    exit(0);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=2)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }

    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    local.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    //3.绑定端口号
    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local))<0)
    {
        cout<<"bind failed!"<<errno;
        return 3;
    }
    //4.监听
    if(listen(sock, 5)<0)
    {
        cout<<"listen failed!"<<errno<<endl;
        return 4;
    }
    for(; ;)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        //4.接收请求
        int new_sock = accept(sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);
        if(new_sock<0)
        {
            continue;
        }
        //获取客户端的ip
        string client_ip = inet_ntoa(peer.sin_addr);
        //获取客户端的port
        uint16_t client_port = ntohs(peer.sin_port);
        cout<<"get a new link -> : ip:["<<client_ip<<"] port:["<<client_port<<"]"<<" sock:"<<sock <<" new_sock:"<<new_sock<<endl;
        //服务
        pid_t pid = fork();
        if(pid<0)
        {
            //创建子进程失败
            continue;
        }
        else if(pid==0)
        {
            //child
            //子进程继承父进程sock new_sock文件描述符
            //避免造成文件描述符泄露问题，关闭sock
            close(sock);
            if(fork()>0)  
            {
                close(new_sock);
                //退出的是子进程
                exit(0);   
            }  
            //向后走的是孙子进程
            //孙子进程会被OS进程领养
            //资源由OS回收
            service(new_sock);
        }
        //parent
        close(new_sock);
        //虽然父进程对子进程进行了等待，但子进程完成创建孙子进程后直接退出了，不会造成阻塞
        waitpid(pid, nullptr, 0);
    }
    return 0;
}
  • tcp_client.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_ip server_prot"<<endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno<<endl;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in server;
    memset(&server, 0, sizeof(server));
    socklen_t len = sizeof(server);
    server.sin_family = AF_INET;

    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    //客户端不用显示绑定
    //3.发起链接请求
    if(connect(sock, (struct sockaddr*)&server, len)<0)
    {
        cout<<"connect failed!"<<errno<<endl;
        return 3;
    }
    cout<<"connect success!"<<endl;
    //4.通信
    while(true)
    {
        cout<<"请输入:";
        char buffer[1024]={0};
        //从键盘读取数据
        fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
        write(sock, buffer, strlen(buffer));
        ssize_t s = read(sock, buffer, sizeof(buffer));
        buffer[s]=0;
        cout<<"server say # "<<buffer<<endl;
    }
    return 0;
}

总结：

与上个模型一样都达到了一个服务器服务多个客户的目的；

只不过这个是通过创建孙子进程完成的； 

6. 创建线程完成 C/S 回声通信

结果演示：

源代码：

  • makefile
.PHONY:all
all:tcp_server tcp_client 

tcp_server:tcp_server.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
tcp_client:tcp_client.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11

.PHONY:clean
clean:
	rm -f tcp_server tcp_client
  • tcp_server.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <pthread.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_port"<<endl;
}

//服务
void service(int new_sock)
{
    while(true)
    {
        char buffer[1024]={0};
        ssize_t s = read(new_sock, buffer, sizeof(buffer));
        if(s>0)
        {
            buffer[s-1]='\0';
            cout<<"client say # "<<buffer<<endl;
            string message = "hello client:";
            message += buffer;
            write(new_sock, message.c_str(), message.size());
        }
        else if(s==0)
        {
            cout<<"client quit..."<<endl;
            break;
        }
        else 
        {
            cout<<"read failed!"<<endl;
            break;
        }
    }
    //在此要关闭文件描述符，否则会造成文件描述符泄露问题
    close(new_sock);
    return ;
}

void* HandlerRequest(void* args)
{
    //线程分离
    pthread_detach(pthread_self());
    int sock = *(int*)args;
    delete (int*)args;

    service(sock);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=2)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }

    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    local.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    //3.绑定端口号
    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local))<0)
    {
        cout<<"bind failed!"<<errno;
        return 3;
    }
    //4.监听
    if(listen(sock, 5)<0)
    {
        cout<<"listen failed!"<<errno<<endl;
        return 4;
    }
    for(; ;)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        //4.接收请求
        int new_sock = accept(sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);
        if(new_sock<0)
        {
            continue;
        }
        //获取客户端的ip
        string client_ip = inet_ntoa(peer.sin_addr);
        //获取客户端的port
        uint16_t client_port = ntohs(peer.sin_port);
        cout<<"get a new link -> : ip:["<<client_ip<<"] port:["<<client_port<<"]"<<" sock:"<<sock <<" new_sock:"<<new_sock<<endl;
        //服务
        //创建线程
        pthread_t tid;
        int *pram = new int(new_sock);
        pthread_create(&tid, nullptr, HandlerRequest, pram);
    }
    return 0;
}
  • tcp_client.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_ip server_prot"<<endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno<<endl;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in server;
    memset(&server, 0, sizeof(server));
    socklen_t len = sizeof(server);
    server.sin_family = AF_INET;

    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    //客户端不用显示绑定
    //3.发起链接请求
    if(connect(sock, (struct sockaddr*)&server, len)<0)
    {
        cout<<"connect failed!"<<errno<<endl;
        return 3;
    }
    cout<<"connect success!"<<endl;
    //4.通信
    while(true)
    {
        cout<<"请输入:";
        char buffer[1024]={0};
        //从键盘读取数据
        fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
        write(sock, buffer, strlen(buffer));
        ssize_t s = read(sock, buffer, sizeof(buffer));
        buffer[s]=0;
        cout<<"server say # "<<buffer<<endl;
    }
    return 0;
}

总结：

创建子进程可以完成业务逻辑，创建线程也可以（创建成本比创建子进程少的多），采用线程分离方式，主线程不用等待创建出来的线程； 

7. 使用线程池完成 C/S 回声通信

创建线程也可完成上述业务逻辑，但每当有客户端需要通信时，才创建线程，来一个客户创建一个线程，创建线程的消耗也是蛮大的，在之前我们学习过线程池，我们可以一次创建多个线程，每当客户端需要通信时，分配线程，减少了创建线程的消耗；

结果演示：

源代码：

  • makefile
.PHONY:all
all:tcp_server tcp_client 

tcp_server:tcp_server.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
tcp_client:tcp_client.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11

.PHONY:clean
clean:
	rm -f tcp_server tcp_client
  • Task.hpp
#pragma once

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <unistd.h>

namespace ns_task
{
    class Task
    {
    private:
        int sock;

    public:
        Task() : sock(-1) {}
        Task(int _sock) : sock(_sock)
        {
        }
        int Run()
        {
            //提供服务,我们是一个死循环
            // while (true)
            // {
            char buffer[1024];
            memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
            ssize_t s = read(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1);
            if (s > 0)
            {
                buffer[s] = 0; //将获取的内容当成字符串
                std::cout << "client# " << buffer << std::endl;
                //拉取逻辑
                std::string echo_string = ">>>server<<<, ";
                echo_string += buffer;

                write(sock, echo_string.c_str(), echo_string.size());
            }
            else if (s == 0)
            {
                std::cout << "client quit ..." << std::endl;
                // break;
            }
            else
            {
                std::cerr << "read error" << std::endl;
                // break;
            }
            // }

            close(sock);
        }
        ~Task() {}
    };
}
  • thread_pool.hpp
#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <queue>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

namespace ns_threadpool
{
    const int g_num = 5;

    template <class T>
    class ThreadPool
    {
    private:
        int num_;
        std::queue<T> task_queue_; //该成员是一个临界资源

        pthread_mutex_t mtx_;
        pthread_cond_t cond_;

        static ThreadPool<T> *ins;

    private:
        // 构造函数必须得实现，但是必须的私有化
        ThreadPool(int num = g_num) : num_(num)
        {
            pthread_mutex_init(&mtx_, nullptr);
            pthread_cond_init(&cond_, nullptr);
        }
        ThreadPool(const ThreadPool<T> &tp) = delete;
        //赋值语句
        ThreadPool<T> &operator=(ThreadPool<T> &tp) = delete;

    public:
        static ThreadPool<T> *GetInstance()
        {
            static pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
            // 当前单例对象还没有被创建
            if (ins == nullptr) //双判定，减少锁的争用，提高获取单例的效率！
            {
                pthread_mutex_lock(&lock);
                if (ins == nullptr)
                {
                    ins = new ThreadPool<T>();
                    ins->InitThreadPool();
                    std::cout << "首次加载对象" << std::endl;
                }
                pthread_mutex_unlock(&lock);
            }

            return ins;
        }

        void Lock()
        {
            pthread_mutex_lock(&mtx_);
        }
        void Unlock()
        {
            pthread_mutex_unlock(&mtx_);
        }
        void Wait()
        {
            pthread_cond_wait(&cond_, &mtx_);
        }
        void Wakeup()
        {
            pthread_cond_signal(&cond_);
        }
        bool IsEmpey()
        {
            return task_queue_.empty();
        }

    public:
        // 在类中要让线程执行类内成员方法，是不可行的！
        // 必须让线程执行静态方法
        static void *Rountine(void *args)
        {
            pthread_detach(pthread_self());
            ThreadPool<T> *tp = (ThreadPool<T> *)args;

            while (true)
            {
                tp->Lock();
                while (tp->IsEmpey())
                {
                    //任务队列为空，线程该做什么呢？？
                    tp->Wait();
                }
                //该任务队列中一定有任务了
                T t;
                tp->PopTask(&t);
                tp->Unlock();

                t.Run();
            }
        }
        void InitThreadPool()
        {
            pthread_t tid;
            for (int i = 0; i < num_; i++)
            {
                pthread_create(&tid, nullptr, Rountine, (void *)this /*?*/);
            }
        }
        void PushTask(const T &in)
        {
            Lock();
            task_queue_.push(in);
            Unlock();
            Wakeup();
        }
        void PopTask(T *out)
        {
            *out = task_queue_.front();
            task_queue_.pop();
        }
        ~ThreadPool()
        {
            pthread_mutex_destroy(&mtx_);
            pthread_cond_destroy(&cond_);
        }
    };

    template <class T>
    ThreadPool<T> *ThreadPool<T>::ins = nullptr;
} // namespace ns_threadpool
  • tcp_server.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <pthread.h>
#include "Task.hpp"
#include "thread_pool.hpp"

using namespace std;
using namespace ns_threadpool;
using namespace ns_task;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_port"<<endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=2)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }

    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in local;
    local.sin_family = AF_INET;
    local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    local.sin_port = htons(atoi(argv[1]));
    //3.绑定端口号
    if(bind(sock, (struct sockaddr*)&local, sizeof(local))<0)
    {
        cout<<"bind failed!"<<errno;
        return 3;
    }
    //4.监听
    if(listen(sock, 5)<0)
    {
        cout<<"listen failed!"<<errno<<endl;
        return 4;
    }
    for(; ;)
    {
        struct sockaddr_in peer;
        socklen_t len = sizeof(peer);
        //4.接收请求
        int new_sock = accept(sock, (struct sockaddr*)&peer, &len);
        if(new_sock<0)
        {
            continue;
        }
        //获取客户端的ip
        string client_ip = inet_ntoa(peer.sin_addr);
        //获取客户端的port
        uint16_t client_port = ntohs(peer.sin_port);
        cout<<"get a new link -> : ip:["<<client_ip<<"] port:["<<client_port<<"]"<<" sock:"<<sock <<" new_sock:"<<new_sock<<endl;
        //服务
        //线程池
        //1. 构建一个任务
        Task t(new_sock);
        //2. 将任务push到后端的线程池即可
        ThreadPool<Task>::GetInstance()->PushTask(t);
    }
    return 0;
}
  • tcp_client.cc
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cerrno>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

//使用手册
void Usage(char* proc)
{
    cout<<"Usage:\n\t"<<proc<<" server_ip server_prot"<<endl;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc!=3)
    {
        Usage(argv[0]);
        return 1;
    }
    //1.创建套接字
    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if(sock<0)
    {
        cout<<"socket failed!"<<errno<<endl;
        return 2;
    }
    //2.定义结构体
    struct sockaddr_in server;
    memset(&server, 0, sizeof(server));
    socklen_t len = sizeof(server);
    server.sin_family = AF_INET;

    server.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);
    server.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
    //客户端不用显示绑定
    //3.发起链接请求
    if(connect(sock, (struct sockaddr*)&server, len)<0)
    {
        cout<<"connect failed!"<<errno<<endl;
        return 3;
    }
    cout<<"connect success!"<<endl;
    //4.通信
    while(true)
    {
        cout<<"请输入:";
        char buffer[1024]={0};
        //从键盘读取数据
        fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
        write(sock, buffer, strlen(buffer));
        ssize_t s = read(sock, buffer, sizeof(buffer));
        buffer[s]=0;
        cout<<"server say # "<<buffer<<endl;
    }
    return 0;
}

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Gartner 将生成性 Al 列为 2022 年 5大影响力技术之一。MIT 科技评论也将 Al 合成数据列为 2022 年十大突破性技术之一&#xff0c;甚至将生成性 AI&#xff08;Generative Al&#xff09;称为是 AI 领域过去十年最具前景的进展。未来&#xff0c;兼具大模型和多模态模型的 AIG…
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第三十六章 Unity动画编辑器

第三十六章 Unity动画编辑器

本章节我们简单介绍一下Animation动画编辑窗口&#xff0c;请大家区别之前的Animation组件哦。首先&#xff0c;我们创建一个新的场景“SampleScene4.unity”&#xff0c;然后创建一个Plane和Cube&#xff0c; 给上图中的Cube添加一个木质材质最快的办法&#xff0c;就是将一张…
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易基因：2023年植物表观转录组研究的最新进展（m6A+m5C）｜深度综述

易基因：2023年植物表观转录组研究的最新进展（m6A+m5C）｜深度综述

大家好这里是专注表观组学十余年&#xff0c;领跑多组学科研服务的易基因。 被称为表观转录组&#xff08;epitranscriptome&#xff09;的RNA修饰正成为基因调控的广泛调控机制。由于绘制转录组范围RNA修饰测序策略的改进&#xff0c;以及分别对沉积、去除和识别RNA修饰的wri…
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谈谈HMI 的自动化生成技术

谈谈HMI 的自动化生成技术

人机界面&#xff08;HMI&#xff09;是自动化领域不可或缺重要组成部分。尽管人机界面系统的设计看上去并没有太大的技术门槛&#xff0c;但是设计一个HMI系统的工作量是巨大的。如果你没有足够的耐心便完成不了一个通用的HMI系统。构建UI控件库是一个似乎永远完不成的事情&am…
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【SWAT水文模型】SwatWeather软件使用教程

【SWAT水文模型】SwatWeather软件使用教程

SwatWeather软件使用教程 1 SwatWeather天气模型发生器1.1 数据输入 2 各功能介绍2.1 计算降水2.2 计算气温2.3 计算辐射2.4 计算风速2.5 计算露点 参考 1 SwatWeather天气模型发生器 SwatWeather.exe 软件只要输入一定格式要求的文件&#xff0c;就可以根据提示进行所需 数据…
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深入浅出循环语句—【C语言】

深入浅出循环语句—【C语言】

分支语句博客&#xff1a;http://t.csdn.cn/U2kZF 目录 ​编辑 前言&#xff1a;我们先来了解一下break 、continue在循环中的作用 1. while循环 while循环中的break while循环中的continue 2. for循环 for循环省略出错举例&#xff1a; for循环中的break for循环中的co…
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JUC多并发编程 AQS

JUC多并发编程 AQS

基础解释&#xff1a; 是用来实现锁或者其他同步器组件的公共基础部分的抽象实现,是重量级基础框架及整个JUC体系的基石&#xff0c;主要用于锁分配给“谁”的问题。整体就是一个抽象的 FIFO 队列来完成资源获取线程的排队工作&#xff0c;并通过一个 int 类变量表示持有锁的状…
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编译器的优化问题（构造、拷贝）、linux如何取消优化。

编译器的优化问题（构造、拷贝）、linux如何取消优化。

编译器优化问题&#xff1a; 不同编译器优化是不一样的&#xff0c;下面代码我都用的vs2019&#xff0c;并且在Debud模式下。&#xff08;Release也会进行优化&#xff09; 下面测试的时候我先采用Debug模式测试。 先写一个简单的类&#xff0c;进行打印测试&#xff1a; c…
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从血缘进化论的角度，破解婆媳关系的世纪难题

从血缘进化论的角度，破解婆媳关系的世纪难题

从血缘进化论的角度&#xff0c;破解婆媳关系的世纪难题 有个粉丝的留言&#xff0c;很长很复杂&#xff0c;是关于他们家的婆媳关系问题。 青木老师&#xff0c;您好&#xff0c;我也有一些问题想咨询您&#xff0c;是关于婆媳关系的&#xff0c;字数有些多&#xff0c;分开…
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多线程【线程概念+线程控制】

多线程【线程概念+线程控制】

前置知识 在谈多进程之前&#xff0c;我们在谈一谈页表&#xff0c;在语言中:char* str”hello world”; *str”H”;运行时会报错&#xff0c;原因在于&#xff1a;字符串在已初始化数据区和代码区之间的&#xff0c;需要写的时候&#xff0c;我们需要对str进行虚拟地址和物理…
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springboot第17集：Spring我的春天

springboot第17集：Spring我的春天

Spring是一个开源免费的框架和容器&#xff0c;具有轻量级和非侵入式的特点。它支持控制反转(IoC)和面向切面(AOP)&#xff0c;同时提供了对事务和其他框架的支持。因此&#xff0c;简单来说&#xff0c;Spring就是一个轻量级的IoC和AOP容器框架。 假设有一个应用程序需要使用数…
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【Golang】多线程爬虫的实现

【Golang】多线程爬虫的实现

〇、前言 Golang 是一种并发友好的语言&#xff0c;使用 goroutines 和 channels 可以轻松地实现多线程爬虫。具体地说&#xff0c;实现的是多协程。协程是一种比线程更轻量化的最小逻辑可运行单位&#xff0c;它不受操作系统调度&#xff0c;由用户调度。因此对于协程并发的控…
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