一.TCP的编程模型
回顾： UDP模型的UML图 TCP模型的UML图 案例1： TCP的服务器（在案例中使用浏览器作为客户程序） socket建立服务器的文件描述符号缓冲 bind把IP地址与端口设置到文件描述符号中 listen负责根据客户连接的不同IP与端口，负责生成对应的文件描述符号及其信息 accept一旦listen有新的描述符号产生就返回，否则阻塞。
View Code //tcpserver.c#include#include #include #include #include #include #include main(){ int serverfd; int cfd; int a; struct sockaddr_in sadr; struct sockaddr_in cadr; socklen_t len; int r; char buf[1024]; //1.socket serverfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(serverfd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1); printf("建立服务器socket成功!\n"); //2.bind sadr.sin_family=AF_INET; sadr.sin_port=htons(9999); inet_aton("192.168.180.92",&sadr.sin_addr); r=bind(serverfd, (struct sockaddr*)&sadr,sizeof(sadr)); if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1); printf("服务器地址绑定成功!\n"); //3.listen r=listen(serverfd,10); if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1); printf("监听服务器成功!\n"); //4.accept len=sizeof(cadr); cfd=accept(serverfd, (struct sockaddr*)&cadr,&len); //每接受一个新的连接，就会返回一个新的文件描述符，来分辨是哪个连接。 printf("有人连接:%d,IP:%s:%u\n", cfd,inet_ntoa(cadr.sin_addr), ntohs(cadr.sin_port)); //5.处理代理客户描述符号的数据 while(1) { r=recv(cfd,&a,4,MSG_WAITALL); if(r>0) { //buf[r]=0; printf("::%d\n",a); } if(r==0) { printf("连接断开!\n"); break; } if(r==-1) { printf("网络故障!\n"); break; } } close(cfd); close(serverfd);}
案例2:
每个客户的代理描述符号的通信二.TCP通信特点(相对于UDP)
案例3: 有连接:主要连接后，发送数据不用指定IP与端口 数据无边界:TCP数据流，非数据报文. 描述符号双工： 数据准确:TCP协议保证数据时完全正确 案例4: 使用TCP发送数据注意: 不要以为固定长的数据,一定接收正确,要求使用MSG_WAITALL 案例5: TCP数据发送的分析: 基本数据int short long float double 结构体数据struct 建议使用MSG_WAITALL 字符串数据以及文件数据等不固定长度的数据怎么发送? 制定数据包: 头:大小固定(数据大小) 体:大小变化(数据) 案例6: 使用TCP传送文件 定义文件数据包. int 数据大小; char[]数据 传递文件名 传递数据(循环) 传递0长度的数据表示文件结束代码如下： View Code //demo1Client.c//发送端的代码#include#include #include #include #include #include #include #include main(){ //1. 建立socket //2. 连接到服务器 //3. 打开文件 //4. 发送文件名 //5. 循环发送文件 //6. 读取到文件尾，发送0数据包 int sfd; //socket描述符 int ffd; //文件描述符 int size; //读取和发送文件的长度 int r; //函数返回值 int len; //要发送的文件名的长度 char buf[128]; //数据的缓存 struct sockaddr_in dr; //网络地址 char filename[]="udp_a.c"; //文件名 //1.建立socket sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(sfd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1); printf("socket成功!\n"); //2.连接到服务器 dr.sin_family=AF_INET; dr.sin_port=htons(9988); inet_aton("192.168.180.92",&dr.sin_addr); r=connect(sfd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr)); if(r==-1) printf("2:%m\n"),close(sfd),exit(-1); printf("connect成功!\n"); //3.打开文件 ffd=open(filename,O_RDONLY); if(ffd==-1) printf("3:%m\n"),close(sfd),exit(-1); printf("open文件成功!\n"); //4.发送文件名 len=strlen(filename); r=send(sfd,&len,sizeof(len),0);//发送文件名长度（告诉流，文件名占多长） r=send(sfd,filename,len,0);//发送文件名 if(r==-1) printf("4:%m\n"),close(ffd),close(sfd),exit(-1); printf("发送文件名成功!\n"); //5.循环发送数据 while(1) { size=read(ffd,buf,128); if(size==-1) break; //read错误，跳出循环 if(size==0) break; //读到文件尾，跳出循环 if(size>0) { //先发送数据的长度，再发送数据 //发送数据长度 r=send(sfd,&size,sizeof(size),0); if(r==-1) break; r=send(sfd,buf,size,0);//发送数据 if(r==-1) break; } } //6.读取到文件尾，发送0数据包 size=0; r=send(sfd,&size,sizeof(size),0); close(ffd); close(sfd); printf("OK!\n");}
View Code //demo1server.c//接收服务器的代码#include#include #include #include #include #include #include #include main(){ //1. 建立服务器socket //2. 绑定IP地址与端口 //3. 监听 //4. 接收连接 //5. 接收文件名 //6. 创建文件 //7. 循环接收文件数据 int sfd, cfd, ffd; int r; int len; char buf[128]; //发送端定义的缓存大小是128，这里最好不要小于128 char filename[100]; struct sockaddr_in dr; //1. 建立服务器socket sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if(sfd == -1) printf("1:%m\n"), exit(-1); printf("socket服务器创建成功!\n"); //2. 绑定IP地址与端口 dr.sin_family = AF_INET; dr.sin_port = htons(9988); inet_aton("192.168.180.92", &dr.sin_addr); //dr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.180.92");注意区别 r = bind(sfd, (struct sockaddr*)&dr, sizeof(dr)); if(r == -1) printf("2:%m"), close(sfd), exit(-1); printf("绑定地址成功！\n"); //3. 监听 r = listen(sfd, 10); if(r == -1) printf("3:%m\n"), close(sfd), exit(-1); printf("监听成功！\n"); //4. 接收连接 cfd = accept(sfd, 0, 0); //这里我们不关心发送端的IP等信息，所以后面两个参数都为0。这里返回一个新的描述符，代表接收的连接 if(cfd == -1) printf("4:%m\n"), close(sfd), exit(-1); printf("开始接收文件！\n"); //5. 接收文件名 r = recv(cfd, &len, sizeof(len), MSG_WAITALL); //接收文件名的长度 r = recv(cfd, filename, len, MSG_WAITALL); //根据文件名长度，接收文件名 filename[r] = 0; //在文件名后面加结束符 //6. 创建文件 ffd = open(filename, O_CREAT|O_RDWR, 0666); //如果文件存在，直接覆盖.不要和发送文件放在同一个目录运行，会覆盖发送文件 if(ffd == -1) printf("6:%m\n"), close(sfd), close(cfd), exit(-1); printf("创建文件成功！\n"); //7. 循环接收文件数据 while(1) { r = recv(cfd, &len, sizeof(len), MSG_WAITALL); if(len == 0) break; //长度为0，表示文件传送完毕的信号 r = recv(cfd, buf, len, MGS_WAITALL); r = write(ffd, buf, len); } close(ffd); close(cfd); close(sfd); printf("接收数据完毕！\n");}
PS：UDP面向无连接，TCP面向连接，所以推荐UDP不用connect，直接sendto， 而TCP则先连接，然后send，而不是sendto。
三.TCP服务器编程模式
TCP的服务器端维护多个客户的网络文件描述符号. 对服务器多个客户描述符号同时做读操作,是不可能.需要多任务模型完成. 多任务模型? 1.多进程 2.IO的异步模式(select模式/poll模式) 3.多线程模式 4.多进程池 5.线程池四.综合应用--多进程应用
1.怎样使用多进程 2.多进程的缺陷,以及怎么解决小例子：用TCP写一个聊天程序
客户端 2.1.建立socket 2.2.连接服务器 2.3.创建CURSES界面 2.4.创建子进程 2.5.在父进程中,输入,发送聊天信息 2.6.在子进程中,接收服务器传递其他客户聊天信息 View Code //chatclient.c//聊天程序客户端#include#include #include #include #include #include #include #include #include WINDOW*winfo,*wmsg;int fd;int r;struct sockaddr_in dr;int isover=1;int initSocket(); //初始化：创建描述符，绑定IPvoid initUI(); //初始化curses界面void destroy(); //清理:释放UI, 关闭网络void handle(int s){ int status; wait(&status); destroy(); exit(-1); }main(){ //printf("网络初始化成功!\n"); initUI(); r=initSocket(); if(r==-1) exit(-1); signal(SIGCHLD,handle); if(fork()) { //父进程，输入，发送 char buf[256]; while(1) { mvwgetstr(wmsg,1,1,buf); //buf[r]=0; send(fd,buf,strlen(buf),0); //wclear(wmsg); //box(wmsg,0,0); refresh(); wrefresh(wmsg); wrefresh(winfo); } } else { //子进程，接收，显示 char buf[256]; int line=1; while(1) { r=recv(fd,buf,255,0); if(r==-1) break; if(r==0) break; buf[r]=0; mvwaddstr(winfo,line,1,buf); line++; if(line>=(LINES-3)) { wclear(winfo); line=1; box(winfo,0,0); } wmove(wmsg,1,1); touchwin(wmsg); refresh(); wrefresh(winfo); wrefresh(wmsg); } exit(-1); } destroy();}void destroy(){ close(fd); endwin();}void initUI(){ initscr(); winfo=derwin(stdscr,(LINES-3),COLS,0,0); wmsg=derwin(stdscr,3,COLS,LINES-3,0); keypad(stdscr,TRUE); keypad(wmsg,TRUE); keypad(winfo,TRUE); box(winfo,0,0); box(wmsg,0,0); refresh(); wrefresh(winfo); wrefresh(wmsg);}int initSocket(){ fd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(fd==-1) return -1; dr.sin_family=AF_INET; dr.sin_port=htons(9989); dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.92"); r=connect(fd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr)); if(r==-1) { close(fd); return -1; } return 0; //fd是全局变量，不用返回。初始化成功，返回0}
View Code //chatserver.c//聊天程序服务器端#include#include #include #include #include #include #include #include int sfd;int *fds;//存放所有客户代理描述符号int idx=0;//客户在数组中下标struct sockaddr_in dr;int r;main(){ //1. 建立服务器socket //2. 绑定地址 //3. 监听 //4. 循环接收客户连接 //5. 建立一个子进程 //6. 子进程任务：接收客户数据并且广播 //1.建立服务器 socket fds=mmap(0,4*100,PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_SHARED,0,0); bzero(fds,sizeof(fds)); sfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0); if(sfd==-1) printf("1:%m\n"),exit(-1); printf("socket OK!\n"); //2.绑定地址 dr.sin_family=AF_INET; dr.sin_port=htons(9989); dr.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.180.92"); r=bind(sfd,(struct sockaddr*)&dr,sizeof(dr)); if(r==-1) printf("2:%m\n"),exit(-1); printf("bind ok!\n"); //3.监听 r=listen(sfd,10); if(r==-1) printf("3:%m\n"),exit(-1); printf("listen ok!\n"); //4.循环接收客户连接 while(1) { fds[idx]=accept(sfd,0,0); if(fds[idx]==-1) break; printf("有客户连接:%d\n",fds[idx]); //5.建立一个子进程 if(fork()) { idx++; continue; } else { //6.子进程任务：接收客户数据并且广播 char buf[256]; int i; printf("开始接收客户数据:%d\n",fds[idx]); while(1) { //接收客户数据 r=recv(fds[idx],buf,255,0); printf("%d\n",r); if(r==0) { printf("有客户退出\n"); close(fds[idx]); fds[idx]=0; break; } if(r==-1) { printf("网络故障\n"); close(fds[idx]); fds[idx]=0; break; } buf[r]=0; printf("来自客户的数据:%s\n",buf); //广播 for(i=0;i<100;i++) { if(fds[i]>0) { send(fds[i],buf,r,0); } } } exit(0); } } close(sfd); }
总结:
1.TCP的四大特点 2.TCP的数据接收:固定长与变长数据的接收 3.TCP的服务器多进程处理 问题:多进程由于进程资源结构独立. 新进程的文件描述符号的环境在老进程无法访问?作业:
思考: 有什么编程技巧可以解决进程的文件描述符号的一致? 作业: 完成TCP的聊天程序. 1.数据能运行 2.处理僵死进程 3.服务器退出,客户也能正常结束 4.客户退出,服务器也能够正确结束客户连接.