[LINUX-07]linux网络编程（完整版）

之间在网上看到很多网络编程都是一个一个demo，今天我把之前学到的汇总起来，希望大家可以进行补充。
我理解的网络通信分为4种
1，udp客户端
2，udp服务端
3，tcp客户端
4，tcp服务端

线程中我使用过两种方式编程，一种是经典函数式编程加上标志位，如下：

while（1）
{
server_init();
client_init();
sock_send();
select_handler();
}

其中各函数里面放置了大量的标志位，如下：

void client_init(void)
{
//确认客户端初始化标志位
//
}
void sock_send(void)
{
//判断客户端标志位，成功则继续进行
if（client_init_flag）
{
//发送操作
//确认客户端发送标志位
}
}

void select_handler(void)
{
if(send_flag)
{
//处理数据并接受可以用select
}
}

这种方式，我觉得在看代码的时候很乱，但是他在大量的通信时还比较友好，可以建立一个结构体数组，每个数组成员代表一个客户端，结构体放置client_init_flag和send_flag。
还有一种方式采用的是状态机编程

创建枚举

typedef enum client_statues_t
{
init_flag_status,
send_flag_status,
}client_statues_t；
client_statues_t client_statues；

while（1）
{
//先接受，后发送
switch（client_statues）
{
case init_flag_status:
client_init();
break;
case send_flag_status:
sock_send();
break; 
。。。

}

}

状态机在单片机使用很常见，但是如果多客户端初始化与发送，容易搞混，并且个人觉得增删查改略费劲，有可能是我自己水平有限，所以今天只写了一个关于第一种方式的代码。因为标志位太多了，而且各种判断比较乱，所以以下就没有各种标志位，但真正项目中是要有的并且还需要有打印日志功能（printf函数），整体思路如下：

>>创建udp服务端，创建tcp服务端
>>创建udp客户端，创建tcp客户端
>>发送数据
>>接受数据并处理

首先是udp服务端，创建tcp服务端，服务端程序比客户端较简单

//返回值为是否成功标志，需要在各行赋值代码中判断，此代码不进行演示
//create_udpServer（）、create_tcpServer()参数可以为全局变量的关于服务器端的结构体，结构体里端口号，初始化标志位，等等，此代码不进行演示

struct sockaddr_in udp_sockServer;
void create_udpServer(void)
{
udp_socket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM,0);
//INADDR_ANY，
udp_sockServer.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
udp_sockServer.sin_port = htons(udp_port);//port自己设置
udp_sockServer.sin_family = AF_INET;
bind(udp_socket, (struct sockaddr *)&udp_sockServer, sizeof(struct sockaddr_in))；

}
struct sockaddr_in tcp_sockServer;
void create_tcpServer(void)
{
tcp_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
tcp_sockServer.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
tcp_sockServer.sin_port = htons(tcp_podt);//port自己设置
tcp_sockServer.sin_family = AF_INET;
bind(tcp_socket, (struct sockaddr *)&tcp_sockServer, sizeof(struct sockaddr_in));
listen(tcp_socket, n);//n自己设置
}
void server_init(void)
{
create_udpServer();
create_tcpServer();
}

其次是创建tcp和udp的客户端

//返回值为是否成功标志，需要在各行赋值代码中判断，此代码不进行演示
//create_tcpClient()、create_udpClient(v)参数可以为全局变量的关于客户端的结构体，要连接服务器的结构体信息，初始化标志位，等等，此代码不进行演示
struct sockaddr_in tcpServer;
void create_tcpClient(void)
{
tcpSock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
//客户端需要知道服务端信息
tcpServer.sin_addr.s_addr = htonl(ip);//ip自己设置
tcpServer.sin_port = htons(tcpPort);//port自己设置
tcpServer.sin_family = AF_INET;
/*    设置setsockopt参数 ，具体请看我之间发的一篇blog
*https://blog.csdn.net/qq_32166779/article/details/88853435
*/

}
/*把connect单独写是因为这个步骤比较特殊，他是阻塞函数，需要有一定的延时，有两种方、法，一种是利用setsockopt：https://blog.csdn.net/qq_32166779/article/details/88853435
一种是利用select检查socket描述符：http://blog.csdn.net/ast_224/article/details/2957294
*/
void tcpClient_connectServer（void）
{
//这个tcpsock和create_tcpClient函数中是同一个
connect(tcpSock, (struct sockaddr *)&tcpServer, sizeof(struct sockaddr_in));
}

struct sockaddr_in udpServer;
void create_udpClient(void)
{
udpSock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
udpServer.sin_addr.s_addr = htonl(pUDP->ip);
udpServer.sin_port = htons(pUDP->udpPort);
udpServer.sin_family = AF_INET;
}

void client_init(void)
{
create_tcpClient();
tcpClient_connectServer();
create_udpClient();
}

udp 服务器接受与发送函数,这个只设置能接受一个客户端发数

//udp先接受客户端的数据，然后发送数据
void udp_server_recviveandsend(void)
{
/*
参数udp_socket为 建立udp服务端的
*/
recvfrom(udp_socket, rxBuf, rxbuf_len, 0,(struct sockaddr *)&sockClient, &（sizeof(struct sockaddr_in)）);

sendto(udp_socket , txBuf, txbuf_len, 0, (struct sockaddr *)&sockClient,sizeof(struct sockaddr_in));

}


//tcp客户端发数与接受

void udp_server_recviveandsend(void)
{
/*tcpSock为建立*/
send(tcpSock , txbuf, len, 0);
recv(tcpSock , rxbuf, len, 0);

}

//tcp服务端是最难的，需要考虑客户端的ip，个数限制，并根据每个客户端进行通信，这里需要设置一个结构体数组，

typedef struct tcp_accept_t
{
int lifeNum;//用来设置socket存在时间
int socket;//
ulong ip; //保存客户端ip
ushort port;//保存客户端端口号
int len;
}tcp_accept_t；
#define num 100//定义最大接受客户端的数量，
tcp_accept_t tcp_accept[num]；

tcp接受客户端大体思路是这样想的：
1，利用select先获取accept之前的套接字
2，当accept响应，建立新套接字
3，有了新套接字，利用select获取receive的响应
4，如果新来客户端总数超过num，则放弃最早的客户端

create_tcpServer()；
struct sockaddr_in sockClient;
while(1)
{
/*先*/
int socketMax=-1;
fd_set fdSockSet;
int fd_act;
struct timeval timeout;

FD_ZERO(&fdSockSet);
//tcp_sockServer与create_tcpServer()一致
if(tcp_sockServer>0)
{
FD_SET(tcp_sockServer, &fdSockSet);
if(socketMax < tcp_sockServer) {socketMax = tcp_sockServer};
}
for(int i = 0; i<num;i++)
{
if(tcp_accept[i].socket>0)
{
FD_SET(tcp_accept[i].socket, &fdSockSet);
if(socketMax <tcp_accept[i].socket) {socketMax = tcp_accept[i].socket};
}    
}
if(socketMax > 0){
timeout.tv_sec = 5;
timeout.tv_usec = 0;
fd_act = 0;
fd_act = select(socketMax+1, &fdSockSet, NULL, NULL, &timeout);
if(fd_act>0)
{
for(int i = 0; i<num;i++)
{
if(tcp_accept[i].socket>0)
{
FD_SET(tcp_accept[i].socket, &fdSockSet);
if(FD_ISSET(tcp_accept[i].socket, &fdSockSet)) 
{
recv(tcp_accept[i].socket, rxbuf, SOCKET_TCP_RECV, 0);
}
}    
}

if(FD_ISSET(tcp_sockServer, &fdSockSet)) 
{
newSocket = -1;
newSocket = accept(tcp_sockServer, (struct sockaddr *)&sockClient, (socklen_t *)&addrlen);    //sockclient为连接的客户端信息，addrlen为sockaddr结构体长度。    if(newSocket>0){
ip = ntohl(pTCP->sockClient.sin_addr.s_addr);
port = ntohs(pTCP->sockClient.sin_port); 
sLinger.l_onoff = 0;
ret = setsockopt(newSocket, SOL_SOCKET, SO_LINGER, &sLinger, sizeof(struct linger));
lifeNumMax++;
if(lifeNumMax >= 100000000){
lifeNumMax = 1;
for(i=0;i<SOCKET_ACCEPT_MAX;i++){
if(tcpAccept[i].socket > 0){
tcpAccept[i].lifeNum -= 100000000;
}
}    
}
/* IP相同，则不需要关闭任何客户端 */
for (i = 0; i < SOCKET_ACCEPT_MAX; i++) {
if (tcpAccept[i].socket > 0 && tcpAccept[i].ip == ip) {
j = i;
goto accept_new_socket;
}
}    
/* 新来设备，判断是否num不够，如果num够则新增acceptsocket */
for (i = 0; i < SOCKET_ACCEPT_MAX; i++) {
if (tcpAccept[i].socket==0) {
j = i;
goto accept_new_socket;
}
}    
/* 新来设备，判断是否num不够，如果num不够则新增acceptsocket并放弃最早的客户端 */
j = 0;    
lifeNumMin = tcpAccept[0].lifeNum;
for (i = 1; i < SOCKET_ACCEPT_MAX; i++) {
if(lifeNumMin > tcpAccept[i].lifeNum){
lifeNumMin = tcpAccept[i].lifeNum;
j = i;
}
}    
accept_new_socket:

if(tcpAccept[j].socket > 0){
close(tcpAccept[j].socket);
}
tcpAccept[j].socket = newSocket;
tcpAccept[j].ip = ip;
tcpAccept[j].port = port;
tcpAccept[j].status = 0xff;    /* socket正常使用 */
tcpAccept[j].lifeNum = lifeNumMax;


}
}
}

其中放弃最早的客户端采用了比较简单的算法
每个客户端在连接时给予一个lifeNum生命值，还有一个不断增加的计数器 lifeNumMax，当客户端增加到最大数量时，比较前几个客户端的生命值，把最小的除去，因为它连接的最久。生命值代码为

lifeNumMax++;
if(lifeNumMax >= 100000000){
lifeNumMax = 1;
for(i=0;i<SOCKET_ACCEPT_MAX;i++){
if(tcpAccept[i].socket > 0){
tcpAccept[i].lifeNum -= 100000000;
}
}    
}

原文链接：https://blog.csdn.net/qq_32166779/article/details/88861648

posted @ 2020-04-20 18:50 瘋耔阅读(365) 评论(0) 编辑收藏举报

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