【Linux】网络

您所在的位置:网站首页 udp 多线程 【Linux】网络

【Linux】网络

2023-05-21 02:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

套接字编程TCP TCP的编程流程TCP的接口TCP的代码(单线程、多进程、多线程代码)单线程多进程多线程

TCP的编程流程

在这里插入图片描述 TCP的编程流程:大致可以分为五个过程,分别是准备过程、连接建立过程、获取新连接过程、消息收发过程和断开过程。

1.准备过程:服务端和客户端需要创建各自的套接字,除此之外服务端还需要绑定自己的地址信息和进行监听。注意:服务端调用listen函数后,处理监听状态,这时由socket函数返回的描述符被称为”监听套接字“,本质上是一个文件描述符,但是客户端没有”监听套接字‘这个概念。 2.连接建立过程:三次握手的过程,请注意,三次握手需要在服务端开始监听之后才能进行的,并且在应用层只需要程序员调用connect接口就可以了,剩下的三次握手的具体过程是在操作系统内核进行的,无需程序员干预 3.获取新连接过程:当连接建立好之后,建立好的连接会被放入已完成连接队列,在服务端只需要调用accept接口获取新的套接字即可。注意:如果没有调用accept接口,新的套接字不会被拿到应用层。也就没有真正意义上的建立连接 4.消息收发过程:当本端给对端发送消息时,将消息发送后,对端会回复一个确认消息。这个确认消息并不是程序员调用发送接口发送的,而是TCP协议自己发送的。 5.关闭过程:调用close接口后,就会关闭本端的新连接套接字。

对于连接建立过程来说:当某个客户端发送了连接请求后,还处于正在建立连接的过程中,就会处于未完成连接队列,而已经完成了建立连接这个过程的,就处于已完成连接队列。accept函数就是从已完成连接队列中拿新连接套接字的。

在这里插入图片描述

TCP的接口

对于创建套接字和绑定的操作接口,在【Linux】网络---->套接字编程UDP中已介绍,这里就只介绍和UDP不同的接口。

监听:当TCP服务端调用listen函数时,属于listen状态,标志着服务端可以正常接收客户端的请求了。

int listen(int sockfd, int backlog);

参数: sockfd:套接字描述符,也就是socket函数的返回值,被称为”监听套接字“ backlog:实际含义是:已完成连接队列的大小。引申含义是:TCP并发连接数:TCP瞬时能处理TCP连接的最大数量(瞬时没有调用accept函数)。当服务端不进行accept,服务端最多能建立连接的个数为backlog+1。 可以通过/proc/sys/net/ipv4/tcp_max_syn_backlog修改未完成连接队列的大小。

注意:TCP并发连接数不等同于TCP服务端最多能够处理多少个TCP连接

问题:那么TCP服务端到底最多能够处理多少个TCP连接呢? 这个问题其实就是TCP服务端到底能够打开多少个文件描述符? 而到底能够打开多少个文件描述符,实际上是可以通过命令查看的,也可以通过命令修改,但是当超过某个值后,硬件就限制了其无法真正的打开n多个文件描述符。

accept获取新连接套接字

//这个函数是一个阻塞函数,如果没有已完成连接的连接,则阻塞等待,如有则返回 int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

参数: sockfd:套接字描述符 addr:地址信息结构体,描述客户端地址信息的结构体 addrlen:地址信息长度 返回值:成功返回新连接的套接字,失败返回-1

注意:返回的新连接套接字是后续客户端和服务端进行通信的。而监听套接字是在准备阶段,连接建立阶段和获取连接阶段使用的。

在这里插入图片描述

意味着:监听套接字负责接收来自各个客户端连接请求的,而连接完成,服务端进行accept之后,会为每一个客户端创建一个独有的专门的新套接字。服务端通过新连接套接字和对应的客户端进行通信。

由客户端调用connect函数

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

参数: sockfd:套接字描述符(客户端) addr:描述服务端的地址信息(服务端的ip和端口) addrlen:地址信息长度 返回值:成功返回0,失败返回-1

注意:connect函数也可以绑定客户端的地址信息。(如果客户端没有进行绑定)

发送和接收

ssize_t send(int sockfd, const void* buf, size_t len, int flags);

参数: sockfd:套接字描述符 buf:发送buf指向空间的内容 len:发送数据的长度 flags:0阻塞发送

注意:返回值很重要,成功返回发送的字节数,失败返回-1。

ssize_t recv(int sockfd, void* buf, size_t len, int flags);

参数: sockfd:新连接套接字描述符 服务端:新连接套接字 客户端:socket 函数的返回值 buf,将接收到的数据存放在buf指定的空间,空间需要提前开辟好 len:期望接收的字节个数 flags:0阻塞接收

注意:返回值很重要,成功返回接收到的字节个数,接收失败返回-1, 对端关闭连接0

TCP的代码(单线程、多进程、多线程代码) 单线程

注:由于未使用多路转接,所以无法使用单线程完成—>既要accept又要send和recv,因此这个代码是有bug的。 服务端代码:

#include #include #include #include #include #include int main() { /* * 1.创建套接字 * 2.绑定地址信息 * 3.监听 * 4.通信 * 5.关闭 * */ int listen_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(listen_sockfd perror("bind"); return 0; } ret = listen(listen_sockfd, 5); if(ret int newsockfd = accept(listen_sockfd, NULL, NULL); if(newsockfd 0}; ssize_t r_size = recv(newsockfd, buf, sizeof(buf)-1, 0); if(r_size printf("%d connect shutdown\n", newsockfd); close(newsockfd); }else{ printf("client say : %s\n", buf); send(newsockfd, buf, strlen(buf), 0); } } while(1) { sleep(1); } return 0; }

客户端代码:

#include #include #include #include #include #include #include using namespace std; int main() { /* * 1.创建套接字 * 2.发起连接 * */ int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(sockfd perror("connect"); return 0; } while(1) { char buf[1024] = {0}; printf("please enter: "); fflush(stdout); cin >> buf; send(sockfd, buf, strlen(buf), 0); memset(buf, '\0', sizeof(buf)); ssize_t r_size = recv(sockfd, buf, sizeof(buf)-1, 0); if(r_size printf("%d connect shutdown\n", sockfd); close(sockfd); }else{ printf("server recall ------- %s\n", buf); } } return 0; } 多进程

注:由于未使用多路转接,所以对于服务端来说,只能通过创建多个进程来实现父进程accept,子进程和客户端进行通信 服务端代码:

#include #include #include #include #include #include #include #include void signalcallback(int sig) { wait(NULL); } int main() { signal(SIGCHLD, signalcallback); /* * 1.创建套接字 * 2.绑定地址信息 * 3.监听 * 4.通信 * 5.关闭 * */ int listen_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(listen_sockfd perror("bind"); return 0; } ret = listen(listen_sockfd, 5); if(ret int newsockfd = accept(listen_sockfd, NULL, NULL); if(newsockfd close(newsockfd);//客户端通过接收的返回值可以感知到连接断开 continue; }else if(pid == 0) { //子进程进行通信 close(listen_sockfd); while(1) { char buf[1024] = {0}; ssize_t r_size = recv(newsockfd, buf, sizeof(buf)-1, 0); if(r_size printf("%d connect shutdown\n", newsockfd); close(newsockfd); exit(1); //结束子进程 }else{ } printf("client say : %s\n", buf); } } else{ //父进程 //自定义SIGCHLD信号,让父进程可以继续accept } } return 0; } 多线程

注:由于未使用多路转接,因此除了使用多进程之外,还可以使用多线程进行,让主线程进行accept,工作线程和客户端通信。 服务端代码:

#include #include #include #include #include #include #include #include #include struct NewSockfd { int _sockfd; }; void* thread_worker(void* arg) { struct NewSockfd* wokerfd = (struct NewSockfd*)arg; int newsockfd = wokerfd->_sockfd; pthread_detach(pthread_self()); //通信过程 while(1) { char buf[1024] = {0}; ssize_t r_size = recv(newsockfd, buf, sizeof(buf)-1, 0); if(r_size printf("%d connect shutdown\n", newsockfd); close(newsockfd); delete wokerfd; pthread_exit(NULL); //结束线程 }else{ printf("client say : %s\n", buf); send(newsockfd, buf, strlen(buf), 0); } return NULL; } void signalcallback(int sig) { wait(NULL); } int main() { signal(SIGCHLD, signalcallback); /* * 1.创建套接字 * 2.绑定地址信息 * 3.监听 * 4.通信 * 5.关闭 * */ int listen_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if(listen_sockfd perror("bind"); return 0; } ret = listen(listen_sockfd, 5); if(ret int newsockfd = accept(listen_sockfd, NULL, NULL); if(newsockfd close(newsockfd); continue; } //通信过程 } } return 0; }


【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3