Linux網路編程基礎及多執行緒并發案例

目錄

1.ip:埠 TCP/IP協議

2.socket 頭檔案 sys/socket.h

3.位元組序

4.ip地址轉換函式

5.sockaddr和sockaddr_in

6.服務器端基本函式 bind listen accept

7.客戶端基本函式 connect

8.send 和 recv

8.多執行緒

9.通信流程

10.多執行緒并發樣例程式

1.ip:埠 TCP/IP協議

AF_INET IPv4
AF_INET6 IPv6

SOCK_STREAM tcp協議

2.socket 頭檔案 sys/socket.h

套接字對應程式猿來說就是一套網路通信的介面，使用這套介面就可以完成網路通信，
網路通信的主體主要分為兩部分：客戶端和服務器端

int socket(int domain, int type, int protocol);

（1）在引數表中，domain指定使用何種的地址型別，比較常用的有：

PF_INET, AF_INET： Ipv4網路協議；

PF_INET6, AF_INET6： Ipv6網路協議，

（2）type引數的作用是設定通信的協議型別，可能的取值如下所示：

SOCK_STREAM： 提供面向連接的穩定資料傳輸，即TCP協議，

（3）一般取0即可

3.位元組序

ittle-Endian -> 主機位元組序 (小端)
Big-Endian -> 網路位元組序 (大端)

頭檔案：#include <arpa/inet.h> //包含 sys/socket.h
uint16_htons(uint16_t hostshort) //短整形 主機位元組序 --> 網路位元組序
uint32_htonl(uint32_t hostlong) //長整形 主機位元組序 -->網路位元組序

uint16_ntohs(uint16_t netshort) //短整形 網路位元組序 -->主機位元組序
uint32_ntohl(uint32_t netlong) //長整形 網路位元組序 -->主機位元組序

4.ip地址轉換函式

int inet_pton(int af,const char *src,void *dst) //主機ip地址 -->網路ip位元組序
注: 主機ip地址是字串 、網路ip位元組序是整形
(1) af : IP協議 AF_INET、AF_INET6
(2) src： 傳入引數 十進制的ip地址
(3) dst：大整形ip 存入地址

//網路ip位元組序 --> 主機ip地址
const char* inet_ntop(int af,const void *src,char *dst,socklen_t size)
回傳值:成功回傳指向 dst的指標 失敗回傳空指標

與此相關只能轉換AF_INET ip位元組序的函式

inet_addr IP地址的字串賦值轉換為in_addr型別

inet_ntoa，可以把一個in_addr型別轉換為一個字串，

5.sockaddr和sockaddr_in

sockaddr

頭檔案#include <sys/socket.h>中定義

sockaddr的缺點：sa_data把目標地址和埠存在一起

struct sockaddr {
sa_family_t sin_family;//地址族
　　 char sa_data[14]; //前2位元組：埠 后4位元組：ip地址 后8位元組作為填充
};

sockaddr_in

struct sockaddr_in{

short sin_family;//（地址族）

unsigned short sin_port;/*埠號*/

struct in_addr sin_addr;/*IP 地址*/

unsigned char sin_zero[8];/*Same size as struct sockaddr沒有實際意義,只是為了　跟SOCKADDR結構在記憶體中對齊*/

};

我的理解：網路通信api的引數默認為sockaddr，但由于不好指定埠和ip地址，一般定義sockaddr_in 來方便賦值埠和ip地址，呼叫api函式時強轉為sockaddr型別即可

6. 服務器端基本函式 bind listen accept

int bind( int sockfd , const struct sockaddr * my_addr, socklen_t addrlen);

int listen(int fd, int backlog)

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

7. 客戶端基本函式 connect

int connect(int sock, struct sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen)

8.send 和 recv

int send( SOCKET s, const char *buf, int len, int flags );

int recv( SOCKET s, const char *buf, int len, int flags);

8.多執行緒

頭檔案 pthread.h

創建執行緒 pthread_create (與windows CreateThread 用法相似)

int pthread_create(pthread_t *tidp,const pthread_attr_t *attr,void *(*start_rtn)(void*),void *arg);

pthread_detach()與pthread_join

pthread_detach()即主執行緒與子執行緒分離，子執行緒結束后，資源自動回收，

pthread_join()即是子執行緒合入主執行緒，主執行緒阻塞等待子執行緒結束，然后回收子執行緒資源，

int pthread_join(pthread_t tid); 若成功則回傳0，若出錯則為非零，

int pthread_join(pthread_t tid); 若成功則回傳0，若出錯則為非零，

9.通信流程

10.多執行緒并發樣例程式

服務器端

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<pthread.h>

void * working(void *arg);

struct SockInfo
{
   struct sockaddr_in addr;
   int fd;
};

struct SockInfo infos[512];

int main()
{
        //1.創建監聽的套接字
        int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
        if(fd==-1)
        {
                perror("socket");
                return -1;
        }
        //2.連接本地的ip 埠
        struct sockaddr_in saddr;
        saddr.sin_family =AF_INET;
        saddr.sin_port = htons(9999);
        saddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
        int ret = bind(fd,(struct sockaddr*) &saddr,sizeof(saddr));
        if(ret==-1)
        {
                perror("bind");
                return -1;
        }

        //3.設定監聽
        ret = listen(fd,128);
        if(ret==-1)
        {
                perror("listen");
                return -1;
        }

        //初始化客戶端陣列
        int max = sizeof(infos)/sizeof(infos[0]);
        for(int i=0; i<max;i++)
        {
                bzero(&infos[i],sizeof(infos[i]));
                infos[i].fd=-1;
        }

        //4.阻塞并等待客戶端的連接
        while(1)
        {
             struct SockInfo * pinfo;
             int addrlen =sizeof(sockaddr_in);
             for(int i=0; i<max;i++)
             {
                     if(infos[i].fd==-1)
                     {
                              pinfo=&infos[i];
                              break;
                     }
             }
             int cfd= accept(fd,(struct sockaddr*) &pinfo->addr,&addrlen);
             if(cfd==-1)
             {
                     perror("accept");
                     continue;
             }
             pinfo->fd=cfd;
             //創建子執行緒
             pthread_t tid;
             pthread_create(&tid,NULL,working,pinfo);
             phread_detach(tid);

        }
        close(fd);
        return 0;
}
void working(void *arg)
{

        //5.連接成功列印客戶端資訊
        struct SockInfo *pinfo = (struct SockInfo*) arg;
        char ip[32];
        printf("客戶端ip: %s, 埠: %d\n",
                inet_ntop(AF_INET,&pinfo->addr.sin_addr.s_addr,ip,sizeof(ip)),
                ntohs(&pinfo->addr.sin_port));

        while(1)
        {
                //接受資料
                char buf[1024];
                int len =recv(pinfo->fd,buf,sizeof(buf),0);
                if(len>0)
                {
                        printf("client say: %s",buf);
                        send(pinfo->fd,buf,sizeof(buf),0);
                }
                else if(len==0)
                {
                        printf("clinet closed!\n");
                        break;
                }else
                {
                        perror("recv");
                        break;
                }

        }
        //關閉socket
        close(pinfo->fd);
        return NULL;
}
                                                

客戶端

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<arpa/inet.h>

int main()
{ 
        //1.創建通信的套接字
        int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
        if(fd==-1)
        {
                perror("socket");
                return -1;
        }
        //2.連接服務器的ip 埠
        struct sockaddr_in saddr;
        saddr.sin_family =AF_INET;
        saddr.sin_port = htons(9999);
        inet_pton(AF_INET,"121.41.88.239",&saddr.sin_addr.s_addr);
        int ret = connect(fd,(struct sockaddr*) &saddr,sizeof(saddr));
        if(ret==-1)
        {
                perror("connect");
                return -1;
        }

        int number=0;
        while(1)
        {
                //接受資料
                char buff[1024];
                sprintf(buff,"hello %d\n ",number++);
                send(fd,buff,strlen(buff)+1,0);

                memset(buff,0,sizeof buff);
                int len=recv(fd,buff,sizeof(buff),0);
                if(len>0)
                {
                        printf("server say: %s\n",buff);
                }else if(len==0)
                {
                        printf("server closed!\n");
                        break;
                }else
                {
                        perror("recv");
                        break;
                }

                sleep(1);

        }

        //關閉socket
        close(fd);
        return 0;
}