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2018-2019-1 20165205 实验三实时系统

2018-2019-1 20165205 实验三并发进程

任务一：

学习使用Linux命令wc(1)

基于Linux Socket程序设计实现wc（1）服务器(端口号是你学号的后6位)和客户端
客户端传一个文本文件给服务器
服务器返加文本文件中的单词数

客户端代码如下：

#include<netinet/in.h>   // sockaddr_in  
#include<sys/types.h>    // socket  
#include<sys/socket.h>   // socket  
#include<stdio.h>        // printf  
#include<stdlib.h>       // exit  
#include<string.h>       // bzero  

#define SERVER_PORT 165205  
#define BUFFER_SIZE 1024  
#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512  
#define BEGIN 1;

int main()  
{  	
struct sockaddr_in client_addr;  
bzero(&client_addr, sizeof(client_addr));  
client_addr.sin_family = AF_INET;  
client_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);  
client_addr.sin_port = htons(0);  

int client_socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);  
if(client_socket_fd < 0)  
{  
    perror("Create Socket Failed:");  
    exit(1);  
}  

if(-1 == (bind(client_socket_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, sizeof(client_addr))))  
{  
    perror("Client Bind Failed:");  
    exit(1);  
}  

struct sockaddr_in server_addr;  
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));  
server_addr.sin_family = AF_INET;  
if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &server_addr.sin_addr) == 0)  
{  
    perror("Server IP Address Error:");  
    exit(1);  
}  
server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);  
socklen_t server_addr_length = sizeof(server_addr);  

if(connect(client_socket_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, server_addr_length) < 0)  
{  
    perror("Can Not Connect To Server IP:");  
    exit(0);  
}  

char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE+1];  
bzero(file_name, FILE_NAME_MAX_SIZE+1);  

printf("Please Input File Name On Client:\t");
scanf("%s", file_name);  

char buffer[BUFFER_SIZE];  
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);  
strncpy(buffer, file_name, strlen(file_name)>BUFFER_SIZE?BUFFER_SIZE:strlen(file_name));  

if(send(client_socket_fd, buffer, BUFFER_SIZE, 0) < 0)  
{  
    perror("Send File Name Failed:");  
    exit(1);  
}  

    FILE *fp = fopen(file_name, "r");  
    if(NULL == fp)  
{  
    printf("File:%s Not Found\n", file_name);  
}  
else  
{  
    bzero(buffer, BUFFER_SIZE);  
    int length = 0;  
    while((length = fread(buffer, sizeof(char), BUFFER_SIZE, fp)) > 0)  
    {  
        if(send(client_socket_fd, buffer, length, 0) < 0)  
        {  
            printf("Send File:%s Failed./n", file_name);  
            break;  
        }  
        bzero(buffer, BUFFER_SIZE);  
    }  

    fclose(fp);  
    printf("File:%s Transfer Successful!\n", file_name);  
}  

char s[50];
scanf("%s",s);
send(client_socket_fd,"OK",50,0);

char recvdata[sizeof(int)+1];
recv(client_socket_fd,recvdata,sizeof(int),0);
recvdata[sizeof(int)]='\0';
int words=atoi(recvdata);
close(client_socket_fd);  
return 0;  
}

服务器端代码如下：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h> 
#include <errno.h> 
#include <sys/socket.h> 
#include <arpa/inet.h> 
#include <netinet/in.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <unistd.h> 
#include <sys/time.h> 
  
#define BUFLEN 1024 
#define PORT 6666
///#define LISTNUM 20

int main() 
{ 
    int sockfd, newfd; 
    struct sockaddr_in s_addr, c_addr; 
    char buf[BUFLEN]; 
    socklen_t len; 
    unsigned int port, listnum; 
    fd_set rfds; 
    struct timeval tv; 
    int retval,maxfd; 
  
    /*建立socket*/ 
    if((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){ 
    perror("socket"); 
    exit(errno); 
}else 
    printf("socket create success!\n"); 
memset(&s_addr,0,sizeof(s_addr)); 
s_addr.sin_family = AF_INET; 
s_addr.sin_port = htons(PORT); 
s_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 

/*把地址和端口帮定到套接字上*/ 
if((bind(sockfd, (struct sockaddr*) &s_addr,sizeof(struct sockaddr))) == -1){ 
    perror("bind error"); 
    exit(errno); 
}else 
    printf("bind success!\n"); 
/*侦听本地端口*/ 
if(listen(sockfd,5) == -1){ 
    perror("listen error"); 
    exit(errno); 
}else 
    printf("the server is listening!\n"); 
while(1){ 
    printf("*****************聊天开始***************\n"); 
    len = sizeof(struct sockaddr); 
    if((newfd = accept(sockfd,(struct sockaddr*) &c_addr, &len)) == -1){ 
        perror("accept"); 
        exit(errno); 
    }else 
        printf("正在与您聊天的客户端是：%s: %d\n",inet_ntoa(c_addr.sin_addr),ntohs(c_addr.sin_port)); 
    while(1){ 
        FD_ZERO(&rfds); 
        FD_SET(0, &rfds); 
        maxfd = 0; 
        FD_SET(newfd, &rfds); 
        /*找出文件描述符集合中最大的文件描述符*/ 
        if(maxfd < newfd) 
            maxfd = newfd; 
        /*设置超时时间*/ 
        tv.tv_sec = 6; 
        tv.tv_usec = 0; 
        /*等待聊天*/ 
        retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, &tv); 
        if(retval == -1){ 
            printf("select出错，与该客户端连接的程序将退出\n");  
            break; 
        }else if(retval == 0){ 
            printf("waiting...\n"); 
            continue; 
        }else{ 
            /*服务器输入信息*/ 
            if(FD_ISSET(0, &rfds)){ 
        
                /******发送消息*******/ 
                memset(buf,0,sizeof(buf)); 
                
                fgets(buf,BUFLEN,stdin); 
                
                //fputs(buf,stdout); 
                if(!strncasecmp(buf,"quit",4)){ 
                    printf("server 请求终止聊天!\n"); 
                    break; 
                } 
                    len = send(newfd,buf,strlen(buf),0); 
                if(len > 0) 
                    printf("\t消息发送成功：%s\n",buf); 
                else{ 
                    printf("消息发送失败!\n"); 
                    break; 
                } 
            } 
            /*客户端发来了消息*/ 
            if(FD_ISSET(newfd, &rfds)){ 
                /******接收消息*******/ 
                memset(buf,0,sizeof(buf)); 
                /*fgets函数：从流中读取BUFLEN-1个字符*/ 
                len = recv(newfd,buf,BUFLEN,0); 
                if(len > 0) 
                    printf("客户端发来的信息是：%s\n",buf); 
                else{ 
                    if(len < 0 ) 
                        printf("接受消息失败！\n"); 
                    else 
                        printf("客户端退出了，聊天终止！\n"); 
                    break; 
                } 
            } 
        } 
    } 
    /*关闭聊天的套接字*/ 
    close(newfd); 
    /*是否退出服务器*/ 
    printf("服务器是否退出程序：y->是；n->否? "); 
    bzero(buf, BUFLEN); 
    fgets(buf,BUFLEN, stdin); 
    if(!strncasecmp(buf,"y",1)){ 
        printf("server 退出!\n"); 
        break; 
    } 
} 
/*关闭服务器的套接字*/ 
close(sockfd); 
return 0; 
}

实验截图

任务二：

使用多线程实现wc服务器并使用同步互斥机制保证计数

在实验之前，我学习了关于多线程函数pthread的一些知识

1.pthread_creat函数

它的作用是创建一个新线程，使用方法如下：

#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread, pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine)(void *), void *arg);

第一个参数是指向pthread_t类型的指针。线程被创建时这个指针指向的变量将被写入一个标识符（线程ID）我们用该标识符来引用新线程。

第二个参数用于设置线程的属性，一般不需要特殊的属性，所以只需要设置该参数为NULL。

最后两个参数，分别告诉新线程将要启动执行的函数和传递给该函数的参数。

pthread_create函数在成功调用时返回0，如果失败则返回失败码

2.pthread_exit函数

线程通过调用pthread_exit函数终止执行。这个函数的作用是，终止调用它的线程并返回一个指向某个对象的指针

#include <pthread.h>
void pthread_exit(void *retval);

3.pthread_join函数

pthread_join函数的作用是等待某个线程的结束。其第一个参数指定了需要等待的线程ID，第二个参数是一个二级指针，它指向另一个指针，而后者指向线程的返回值。

#include <pthread.h>
int pthread_join(pthread_t th, void **thread_return);

4.pthread_self函数

每个线程都有一个在所属进程内标识自己的ID。线程ID由phtread_create返回，而且我们已经看到pthread_join也使用了线程ID来指定等待哪个线程。pthread_self的作用是返回自身的线程ID.

#include <pthread.h>
pthread_t pthread_self(void);

5.pthread_detach函数

一个线程或者是可汇合（joinable），或者是脱离的（detached）。当一个可汇合的线程终止时，它的线程ID和退出状态将留存到另一个线程对它调用pthread_join的返回值中。脱离的线程终止时，所有相关资源都被释放，我们不能等待它们终止。如果一个线程需要知道另一个线程什么时候终止，那就最好保持第二个线程的可汇合状态。

pthread_detach函数把指定的线程转变为脱离的状态。

#include <pthread.h>
int pthread_detach(pthread_t th);

多线程客户端代码：

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <string.h>
  #include <errno.h>
  #include <sys/socket.h>
  #include <arpa/inet.h>
  #include <netinet/in.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <unistd.h>
  #include <sys/time.h>

  #define BUFLEN 1024
  #define PORT 6666

  int main(int argc, char **argv)
  {
  int sockfd;
  struct sockaddr_in s_addr;
  socklen_t len;
  unsigned int port;
  char buf[BUFLEN];
  fd_set rfds;
  struct timeval tv;
  int retval, maxfd; 
  
  if(argc != 2)
  {
      perror("Usage:./client <ipaddress>.");
      exit(errno);
  }


  /*建立socket*/
  if((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){
      perror("socket");
      exit(errno);
  }else
      printf("socket create success!\n");


  /*设置服务器ip*/
  memset(&s_addr,0,sizeof(s_addr));
  s_addr.sin_family = AF_INET;
   s_addr.sin_port = htons(PORT);
  if (inet_aton(argv[1], (struct in_addr *)&s_addr.sin_addr.s_addr) == 0) {
      perror(argv[1]);
      exit(errno);
  }
  /*开始连接服务器*/ 
  if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&s_addr,sizeof(struct sockaddr)) == -1){
      perror("connect");
      exit(errno);
  }else
      printf("conncet success!\n");

  while(1){
      FD_ZERO(&rfds);
      FD_SET(0, &rfds);
      maxfd = 0;
      FD_SET(sockfd, &rfds);
      if(maxfd < sockfd)
          maxfd = sockfd;
      tv.tv_sec = 6;
      tv.tv_usec = 0;
      retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
      if(retval == -1){
          printf("select出错，客户端程序退出\n");
          break;
      }else if(retval == 0){
      printf("waiting...\n");
      continue;
  }else{
      /*服务器发来了消息*/
      if(FD_ISSET(sockfd,&rfds)){
          /******接收消息*******/
          bzero(buf,BUFLEN);
          len = recv(sockfd,buf,BUFLEN,0);
          if(len > 0)
              printf("服务器发来的消息是：%s\n",buf);
          else{
              if(len < 0 )
                  printf("接受消息失败！\n");
              else
                  printf("服务器退出了，聊天终止！\n");
          break; 
          }
      }
      /*用户输入信息了,开始处理信息并发送*/
      if(FD_ISSET(0, &rfds)){ 
          /******发送消息*******/ 
          bzero(buf,BUFLEN);
          fgets(buf,BUFLEN,stdin);
         
          if(!strncasecmp(buf,"quit",4)){
              printf("client 请求终止聊天!\n");
              break;
          }
              len = send(sockfd,buf,strlen(buf),0);
          if(len > 0)
              printf("\t消息发送成功：%s\n",buf); 
          else{
              printf("消息发送失败!\n");
              break; 
          } 
      }
  }

  }
  /*关闭连接*/
  close(sockfd);

  return 0;
  }

多线程服务器代码：

  #include <stdio.h> 
  #include <stdlib.h> 
  #include <string.h> 
  #include <errno.h> 
  #include <sys/socket.h> 
  #include <arpa/inet.h> 
  #include <netinet/in.h> 
  #include <sys/types.h> 
  #include <unistd.h> 
  #include <sys/time.h> 

  #define BUFLEN 1024 
  #define PORT 6666
  ///#define LISTNUM 20

  int main() 
  { 
  int sockfd, newfd; 
  struct sockaddr_in s_addr, c_addr; 
  char buf[BUFLEN]; 
  socklen_t len; 
  unsigned int port, listnum; 
  fd_set rfds; 
  struct timeval tv; 
  int retval,maxfd; 

  /*建立socket*/ 
  if((sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1){ 
      perror("socket"); 
      exit(errno); 
  }else 
      printf("socket create success!\n"); 
  memset(&s_addr,0,sizeof(s_addr)); 
  s_addr.sin_family = AF_INET; 
  s_addr.sin_port = htons(PORT); 
  s_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); 

  /*把地址和端口帮定到套接字上*/ 
  if((bind(sockfd, (struct sockaddr*) &s_addr,sizeof(struct sockaddr))) == -1){ 
      perror("bind error"); 
      exit(errno); 
  }else 
      printf("bind success!\n"); 
  /*侦听本地端口*/ 
  if(listen(sockfd,5) == -1){ 
      perror("listen error"); 
      exit(errno); 
  }else 
      printf("the server is listening!\n"); 
  while(1){ 
      printf("*****************聊天开始***************\n"); 
      len = sizeof(struct sockaddr); 
      if((newfd = accept(sockfd,(struct sockaddr*) &c_addr, &len)) == -1){ 
          perror("accept"); 
          exit(errno); 
  }else 
      printf("正在与您聊天的客户端是：%s: %d\n",inet_ntoa(c_addr.sin_addr),ntohs(c_addr.sin_port)); 
  while(1){ 
      FD_ZERO(&rfds); 
      FD_SET(0, &rfds); 
      maxfd = 0; 
      FD_SET(newfd, &rfds); 
      /*找出文件描述符集合中最大的文件描述符*/ 
      if(maxfd < newfd) 
          maxfd = newfd; 
      /*设置超时时间*/ 
      tv.tv_sec = 6; 
      tv.tv_usec = 0; 
      /*等待聊天*/ 
      retval = select(maxfd+1, &rfds, NULL, NULL, &tv); 
      if(retval == -1){ 
          printf("select出错，与该客户端连接的程序将退出\n");  
          break; 
      }else if(retval == 0){ 
          printf("waiting...\n"); 
          continue; 
      }else{ 
          /*服务器输入信息*/ 
          if(FD_ISSET(0, &rfds)){ 
      
              /******发送消息*******/ 
              memset(buf,0,sizeof(buf)); 
              
              fgets(buf,BUFLEN,stdin); 
              
              //fputs(buf,stdout); 
              if(!strncasecmp(buf,"quit",4)){ 
                  printf("server 请求终止聊天!\n"); 
                  break; 
              } 
                  len = send(newfd,buf,strlen(buf),0); 
              if(len > 0) 
                  printf("\t消息发送成功：%s\n",buf); 
              else{ 
                  printf("消息发送失败!\n"); 
                  break; 
              } 
          } 
          /*客户端发来了消息*/ 
          if(FD_ISSET(newfd, &rfds)){ 
              /******接收消息*******/ 
              memset(buf,0,sizeof(buf)); 
              /*fgets函数：从流中读取BUFLEN-1个字符*/ 
              len = recv(newfd,buf,BUFLEN,0); 
              if(len > 0) 
                  printf("客户端发来的信息是：%s\n",buf); 
              else{ 
                  if(len < 0 ) 
                      printf("接受消息失败！\n"); 
                  else 
                      printf("客户端退出了，聊天终止！\n"); 
                  break; 
              } 
          } 
      } 
  } 
  /*关闭聊天的套接字*/ 
  close(newfd); 
  /*是否退出服务器*/ 
  printf("服务器是否退出程序：y->是；n->否? "); 
  bzero(buf, BUFLEN); 
  fgets(buf,BUFLEN, stdin); 
  if(!strncasecmp(buf,"y",1)){ 
      printf("server 退出!\n"); 
      break; 
  } 
  } 
  /*关闭服务器的套接字*/ 
  close(sockfd); 
  return 0; 
  }

实验截图

遇到的问题及解决方法

问题：在编译多线程的代码时使用普通的gcc server.c -o server没有编译成功。
解决方法：由于多线程使用到了pthread的函数库，需要手动加入，将编译命令改为gcc server.c -o server -lpthread则可以解决这个问题。

posted on 2018-11-14 17:15 mushroom1111 阅读(137) 评论(0) 编辑收藏举报

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