【日常积累】实验室作业Socket实现多个客户端相互通信。

原创

已于 2022-05-12 09:35:49 修改 · 2k 阅读

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#网络 #udp #tcp/ip

于 2022-05-12 09:33:57 首次发布

这篇博客介绍了Linux网络编程的基础，包括socket、bind、connect、listen、accept等函数的使用，以及多线程在服务端的应用。通过示例代码展示了如何创建线程接收客户端连接，并处理消息转发。同时，解释了线程状态和资源管理，特别是unjoinable线程的创建和资源释放。此外，还给出了服务端和客户端的简单代码实现。

声明

这是本菜鸡的笔记总结，可能会有一些自己的主观。如有错误还请指正。

所用的函数

socket()
功能：创建套接字
原型： int socket(int domain, int type, int protocol);
参数：
domain：协议族，通常为 AF_INET，表示 TCP/IP 协议
type： socket 类型，如： SOCK_STREAM（指 TCP）和
SOCK_DGRAM（指 UDP）等等
protocol：套接口所用的协议，一般为 0
返回值：
成功： socket 文件描述符
失败： -1，并设置 errno
bind()
功能：将套接字和指定的端口相连
原型： int bind(int sock_fd, struct sockaddr_in *my_addr, int addrlen);
参数：sock_fd： socket 文件描述符
my_addr：设置服务器信息的 sockaddr_in 结构体指针
addrlen： sockaddr_in 结构体的长度
返回值：
成功： 0
失败： -1，并设置 errno
说明：
struct sockaddr_in{
short int sin_family; //网络通信网络层协议
AF_INET
unsigned short int sin_port; //端口
struct in_addr sin_addr; //IP 地址
unsigned char sin_zero[8]; //让 sockaddr 与
sockaddr_in 两个数据结构保持大小相同而保留的空字节
};
connect()
功能：连接服务器请求（客户端使用）
原型： int connect(int sock_fd, struct sockaddr *serv_addr,int addrlen);
参数：
sock_fd： socket 文件描述符
serv_addr：包含远端主机 IP 地址和端口号的指针
addrlen： sockaddr_in 结构体的长度
返回值：
成功： 0
失败： -1，并设置 errno
listen()
功能：创建一个套接口并监听申请的连接
原型： int listen(int sock_fd, int backlog);
参数：
sock_fd： socket 文件描述符
backlog：请求队列中允许的最大请求数
返回值：
成功： 0
失败： -1，并设置 errno
accecpt()
功能：接受客户端的服务请求
原型： int accept(int sock_fd, struct sockadd_in* addr, int addrlen);
参数：
sock_fd：被监听的 socket 文件描述符
addr：包含客户端 IP 地址和端口号的指针
addrlen： sockaddr_in 结构体的长度返回值：
成功：客户端套接字描述符
失败： -1，并设置 errno
write()
功能：写入数据到 fd 中
原型： ssize_t write(int fd,const void *buf,size_t nbytes);
参数：
fd： socket 文件描述符
buf：字符串数据地址
nbytes:字符串数据大小
返回值：
实际写入的字节数，小于 0 为写入错误
6、 read()
功能：从 fd 中读取数据
原型： ssize_t read(int fd,void *buf,size_t nbyte)
参数：
fd： socket 文件描述符
buf：字符串数据地址
nbyte:字符串数据大小
返回值：

0: 实际读取的大小
=0：读到末尾了
<0：读取错误
8、 close()
功能：关闭套接字
原型： int close(sock_fd);
参数：
sock_fd：要关闭的 socket 文件描述符
返回值：
成功： 0
失败： -1

进程线程的创建和释放

2.2:线程的创建

pthread_create (thread, attr, start_routine, arg)
thread：进程号（自己定义的）
attr：NULL
start_routine：开启的函数名称（也就是其首地址）
arg ：NULL

2.3:资源的释放（在这里我使用的是unjoinable模式）
	pthread_detach(pthread_self());
	这个函数可以使我们的线程在退出时立即释放资源。

pthread有两种状态joinable状态和unjoinable状态，如果线程是joinable状态，当线程函数自己返回退出时或pthread_exit时都不会释放线程所占用堆栈和线程描述符（总计8K多）。只有当你调用了pthread_join之后这些资源才会被释放。若是unjoinable状态的线程，这些资源在线程函数退出时或pthread_exit时自动会被释放。
2.unjoinable属性可以在pthread_create时指定，或在线程创建后在线程中pthread_detach自己（我们这就是这样创建）, 如：pthread_detach(pthread_self())，将状态改为unjoinable状态，确保资源的释放。或者将线程置为 joinable,然后适时调用pthread_join.
3.其实简单的说就是在线程函数开始加上 pthread_detach(pthread_self())，线程状态改变，在函数尾部直接调用pthread_exit（）线程就会自动退出。

pthread_join()即是子线程合入主线程，主线程阻塞等待子线程结束，然后回收子线程资源。

#头文件解读
3.1:网络编程用的头文件
#include <sys/socket.h>
3.2:线程用的头文件
#include <pthread.h>

特定结构体。

4.1:sockaddr_in为协议族，地址，端口等必要信息构成的结构体，对信息的使用方便很多。

代码

服务器端的

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

int SERVER_PORT = 8091;

typedef unsigned char u8;
typedef char cmd_key_t;
typedef int mid_t;
#define MESSAGE_LENGTH_MAX  512


typedef struct
{
   
   
	cmd_key_t cmd_key; //
	mid_t own;
	mid_t peer;
	u8 message[MESSAGE_LENGTH_MAX];
} client_message_t;


int Gfd[1024];


int _id2peer_trans_func_(