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总结Linux下网络编程的知识点，梳理TCP服务器、TCP客户端创建流程，列出网络编程常见的练习题。后面两个小节介绍Linux下线程编程的知识点，介绍子线程的创建方式、属性设置、完成运行，在结合子线程、select配合TCP服务器处理客户端的连接。
TCP服务器创建流程:
- 创建套接字
- 绑定IP地址和端口号(创建服务器)
- 设置监听的数量(限制最大可以连接的客户端数量)
- 等待客户端连接
- 实现基本通信
TCP客户端创建流程
- 创建套接字
- 连接服务器
- 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)
- (扩展)实现TCP服务器与TCP客户端之间的目录传输。
- (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
#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
Compile and link with -pthread.
-lpthread
练习:
【1】学习线程的基本使用
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
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 <stdio.h>
#include <pthread.h>
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 <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
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 <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h> //使用大小端转换函数
#include <string.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
//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);
}
