基于QT开发多人聊天项目5：功能完善多线程加锁以及网络的异常处理

最新推荐文章于 2022-08-13 22:34:04 发布

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分类专栏： linux实战项目文章标签：链表 qt

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本文介绍了在网络通信中如何处理服务器断开及网络异常情况，并通过心跳包机制保持连接稳定性。详细解析了客户端与服务器端的心跳包实现方式，并讨论了多线程模型中的加锁策略。

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1、服务器主动断开的处理

如果服务器断开连接，用于通信的套接字就会产生一个disconnected（）信号：
//如果服务器断开连接，客户端要收到提示

connect(_socket, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(disconnected()));

在槽函数中，执行相关的处理函数。

2、网路异常处理

如果网络突然断开，服务器和客户端将断开连接。此时，服务器收不到客户端的发来的信息，但是却没有相关的处理操作。客户端这面，由于在qt层面已经做好了封装，会产生disconnected信号，救会执行上面的：

connect(_socket, SIGNAL(disconnected()), this, SLOT(disconnected()));

为了解决这个问题，我们引入了心跳包的概念：客户端定时像服务器发送数据，如果客户端一段时间没有收到客户端的发来的心跳包或者是请求，就将这个客户端断开连接（关闭套接字）。
在这里，我们取巧（同样，也可以自己再定义一个数据包，用作心跳包），用客户端发送给服务器的用来请求在线列表的数据包作为心跳包:
.h：

	//用一个宏，定义最大允许收不到心跳包的次数
const int MAX_NO_HEART_TIMES = 5;
    //用来保存没有收到心跳包回应的次数
    int _noheartTimes;

cpp:

/*每发送一次请求在线列表的数据包，_noheartTimes就+1；当有收到心跳包回复的时候，就将这个值改成0， _noheartTimes = 0;*/
if (++ _noheartTimes >= MAX_NO_HEART_TIMES)
{
    //关闭套接字
    _socket->disconnectFromHost();
    disconnected();
}

至此，实现心跳包客户端功能！！
服务器端的心跳包机制实现：
用信号定时器alarm来实现：他的功能是，指定一个时间a（eg :1s），那么每隔1s，这个定时就会产生一个信号：SIGALARM。
但是这个信号定时器存在一个问题：
这个信号定时器只有一个，下一次使用，会将上一次的定时器覆盖掉。当同时又多个客户端在线的时候，会发生相互覆盖的问题。我们需要的是，能为每个客户端都提供一个定时器。
为了解决这个问题，我们使用：

int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
                  fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

这里，我们不是要用select()来实现多路IO转接，只是单纯的利用的他的超时时间进行定时。一个反应堆中，只有一个套接字（对应一个客户端），这样就实现了给每个客户端分配一个客户端。
注：为什么用select()，不用poll或epoll()
因为当我们的文件描述符很大的时候(eg:1000)poll()依然会从头开始查找（轮询），哪个文件描述符是就绪的状态。效率很低！！！虽然poll也需要轮询，但是select他所监听的最大文件描述符是1024（缺点变优点）。而poll则没有限制！！
而用epoll，为了一个文件描述符，维护一棵树，有点“大材小用”。所以，我们使用select.
那么，我们在什么地方封装select()呢？
如果网络断开，服务器会阻塞在read()。因为，我们在将read()进行封装，封装select()进去，让他变成一个具有超时的read()。

3、多线程模型加锁

不允许同时操作的地方：对链表进行读写得时候。
那么，我们使用什么锁呢？是互斥锁耗时读写锁？？？？
因为除了客户端登录和退出得时候，我们是添加和删除锁，其他时候，都是在对链表进行读操作。因此，我们使用读写锁！！

		//定义一个读写锁
		static pthread_rwlock_t rwlock;

		//在对链表进行插入的时候，使用写锁
		//写锁定
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        insertlist(head, clientfd);
        // 解 写锁定
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);

		//在对链表进行比哪里得时候，使用读锁
        //读锁定
        pthread_rwlock_rdlock(&rwlock);
        index += getlist(head, send_buf + index, send_len - index);
        // 解 读锁定
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);

		//在对链表进行删除得时候，使用写锁
        //写锁定
        pthread_rwlock_wrlock(&rwlock);
        deletelist(head, clntfd);
        // 解 写锁定
        pthread_rwlock_unlock(&rwlock);