网站设计开发建设公司,wordpress模板 国内,网站开发什么时候用缓存,消防器材网站建设背景1 TCP简介 tcp是一种基于流的应用层协议#xff0c;其“可靠的数据传输”实现的原理就是#xff0c;“拥塞控制”的滑动窗口机制#xff0c;该机制包含的算法主要有“慢启动”#xff0c;“拥塞避免”#xff0c;“快速重传”。 2 TCP socket建立和epoll监听实现 数据结构… 1 TCP简介 tcp是一种基于流的应用层协议其“可靠的数据传输”实现的原理就是“拥塞控制”的滑动窗口机制该机制包含的算法主要有“慢启动”“拥塞避免”“快速重传”。 2 TCP socket建立和epoll监听实现 数据结构设计 linux环境下应用层TCP消息体定义如下 typedef struct TcpMsg_s
{TcpMsgHeader head;void* msg;
}TcpMsg; 其中head表示自定义的TCP消息头它的定义如下 //TCP消息类型根据业务需求定义typedef enum MSGTYPE _e
{EP_REG_REQ 0,EP_REQ_RSP 1,
}MSGTYPE;
//TCP消息头定义的通用框架
typedef struct TcpMsgHead_s
{int len;//消息长度用作TCP粘包处理)MSGTYPE type;//消息类型用作接收端消息的解析
}TcpMsgHead; socket建立C代码 TCP客户端和服务端都采用linux提供的epoll机制(epoll_create(),epoll_wait(),epoll_ctl())对socket实现监听可读可写事件等。 开源事件驱动库lievent对socket事件的监听也是通过对epoll事件的封装实现的。 1TCP服务端socket建立C代码 基本原理利用linux网络通信API(scoket(),bind(),listen())来创建服务器端socket 代码如下输入参数localip本地ipport服务端本地的监听端口号输出返回-1表示失败返回0的fd表示socket建立成功 1 int TcpServer(uint32_t lcoalip, int port)2 {3 int fd;4 struct sockaddr_in addr;5 6 //socket建立7 if ((fd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)) 0) 8 {9 printf(IN TcpServer() scoket created failed,errno is %d, strerror is %s\n, errno, strerror(errno));
10 return -1;
11 }
12
13 //设置socket为非阻塞模式
14 int flags fcntl(fd, F_GETFL, 0);
15 fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
16
17 memset(addr, 0 , sizeof(addr));
18 addr.sin_family AF_INET;
19 addr.sin_addr.s_addr localip;
20 addr.sin_port port;
21
22 //绑定本地端口和IP
23 if (bind(fd, (struct sockaddr_in)addr, sizeof(addr) 0))
24 {
25 printf(IN TcpServer() bind failed,fd is%d, errno is %d, strerror is %s\n, fd, errno, strerror(errno));
26 return -1;
27 }
28
29 if (listen(fd, 20 0))
30 {
31 printf(IN TcpServer() listen failed,fd is%d, errno is %d, strerror is %s\n, fd, errno, strerror(errno));
32 return -1;
33 }
34
35 //add the socket to epoll event
36 if (SubscribeFd(fd, SOCKET_EV) ! 0) { return -1; }
37 return fd;
38 } 而SubscribeFd函数功能是将socket添加到epoll的监听事件中 实现如下 输入参数fd待监听的fdtype枚举型变量表明TCP类型是客户端还是服务端port服务端的监听端口号输出返回-1表示监听失败返回0表示将该socket成功添加到维护在全局变量g_epollTCP_EPOLL类型结构体中的监听事件中其中TCP_TYPE枚举变量和TCP_EPOLL结构体的定义如下 typedef enum
{CLIENT 0,SERVER 1,
}TCP_TYPE;#define MAX_NUM_EPOLL 1000//最多可监听的socket数目
typedef struct TCP_EPOLL_s
{struct epoll_event* p_event;int nb_evnet; int nb_client;//for tcp serverint epoll_fd;int sock_listen;//for tcp serverint sock[MAX_NUM_EPOLL];TCP_NL_MSG* p_tcp_nl_msg;//TCP粘包处理数据结构
}TCP_EPOLL; SubscribeFd函数实现如下 int SubscribeFd (int fd, TCP_TYPE type)
{struct epoll_event event;if (CLIENT type){event.events EPOLLOUT | EPOLLET;//监听类型为可写事件}else if (SERVER type){event.events EPOLLIN | EPOLLET;//监听类型为可读事件}event.date.u64 0;evnet.data.fd fd;g_epoll.nb_event;g_epoll.p_event realloc(g_epoll.p_event, g_epoll.nb_event * sizeof(struct epoll_event));//add epoll control event if (epoll_ctl(g_epoll.epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd, event) ! 0){printf(epoll_ctl failed for fd %d, errno is %d, strerror is %s\n, fd, errno, strerror(errno));return -1;}printf(successfully subscribe fd %d\n, fd);return 0;
} 2TCP客户端socket建立C代码 基本原理利用linux网络通信API(scoket(),connect())来创建客户端socket 代码如下输入参数peerip服务端IPlocalip本地ipport服务端的监听端口号输出返回-1表示失败返回0的fd表示socket建立成功 1 int TCPClient(uint32_t peerip,uint32_t localip,uint16_t port)2 {3 int fd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);4 if (fd 0)5 {6 printf(TCPClient() socket failed);7 return -1;8 }9
10 struct sockaddr_in localaddr {0};
11 localaddr.sin_family AF_INET;
12 localaddr.sin_addr.s_addr localip;
13 //localaddr.sin_port htons(port);
14
15 int ret bind(fd, (struct sockaddr *)localaddr, sizeof(localaddr));
16 if (ret 0)
17 {
18 printf(TCPClient() bind failed localip %u, localip);
19 return -1;
20 }
21
22 int flags fcntl(fd, F_GETFL, 0);
23 fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
24
25 struct sockaddr_in servaddr {0};
26 servaddr.sin_family AF_INET;
27 servaddr.sin_addr.s_addr peerip;
28 servaddr.sin_port htons(port);
29
30 ret connect(fd, (sockaddr *)servaddr, sizeof(servaddr));
31 if(ret 0)
32 {
33 if (errno ! EINPROGRESS)
34 {
35 printf(TCPClient() connect failed, peerip %u, port %u, peerip, port);
36 return -1;
37 }
38 }
39
40 printf(TCPClient() connect success, fd %u,peerip %u, port %u,fd, peerip, port);
41
42 return fd;
43 } 3 TCP客户端和服务端利用epoll_wait()实现对socket的监听和消息的接收的通用框架 TCP服务端监听到监听socket有EPOLLIN事件到来时调用int accept_fd accept();接收此连接请求然后服务端要利用epoll_create()为accept_fd创建新的监听事件 linux利用epoll机制实现socket事件的消息接收的C代码TCP接收线程的入口如下 1 void tcp_thread()2 {3 CreateEpoll();4 CreateSocketFdEpoll(g_tcp_type);5 6 while (1)7 { 8 //wait for a message 9 EpollRecvMsg(); 10 } 11 } CreateEpoll函数是调用epoll_create来创建epoll事件: 1 TCP_EPOLL g_epoll;//全局Epoll变量
2
3 //EPOLL事件的建立
4 void CreateEpoll()
5 {
6 g_epoll.epoll_fd epoll_create1(0);
7 g_epoll.nb_event 0;
8 } CreateSocketFdEpoll函数功能为创建TCP socket和TCP粘连处理数据结构初始化 1 int CreateSocketFdEpoll(TCP_TYPE type)2 {3 uint32_t server_ip inet_addr(SERVER_IP);4 uint32_t local_ip inet_addr(LOCAL_IP);5 6 int fd;7 if (CLIENT type)8 {9 fd TcpClient(server_ip, SERVER_PORT, local_ip);
10 g_epoll.sock fd;
11 }
12 else if (SERVER type)
13 {
14 fd TcpServer(local_ip, LOCAL_PORT);
15 g_epoll.sock_listen fd;
16 }
17
18 g_epoll.p_tcpNLMsg (TCP_NL_MSG)malloc(sizeof(TCP_NL_MSG));
19
20 InitTcpNLMsg(g_epoll.p_tcpNLMsg);
21 } InitTcpNLMsg函数是对TCP粘连处理数据结构的初始化 1 void InitTcpNLMsg(TCP_NL_MSG* pTcpNLMsg)
2 {
3 pTcpNLMsg-g_recv_len 0;
4 pTcpNLMsg-flag_in_NL_proc FALSE;
5 memset(pTcpNLMsg-g_recv_buff, 0, MAX_MSG_LEN);
6 } 其中TCP粘包处理的数据结构设计和处理逻辑分析详见另一篇博文 TCP粘包处理通用框架--C代码 EpollRecvMsg函数是调用epoll_wait()实现对Socket事件的监听和消息的接收 1 void EpollRecvMsg()2 {3 int epoll_ret 0;4 int epoll_timeout -1;5 6 do7 {8 epoll_ret epoll_wait(g_epoll.epoll_fd, g_epoll.p_event, g_epoll.nb_event, epoll_timeout); 9 }while(epoll_ret 0 errno EINTR); 10 11 if (epoll_ret 0) 12 { 13 printf(epoll_wait failed: %s\n, strerror(errno)); 14 return; 15 } 16 17 //遍历处理每一个当前监听到的事件 18 for (int i0;iepoll_ret;i) 19 { 20 int fd g_epoll.p_event[i].data.fd; 21 22 if (CLIENT g_tcp_type) 23 { 24 if (g_epoll.p_event[i].events EPOLLOUT) //the socket is writablesocket可写表明服务端已accept该客户端的connect请求 25 { 26 if (JudgeIfConnSucc(fd) 0)//判断TCP连接是否建立成功 27 { 28 struct epoll_event* p_ev (g_epoll.p_event[i]); 29 p_ev -events EPOLLIN | EPOLLET; 30 31 epoll_ctl(g_epoll.epoll_fd, EPOLL_CTL_MOD,fd, p_ev );//对TCP客户端socket修改其监听类型由可写改为可读 32 33 printf(tcp_fd_client %d can be written\n, fd); 34 } 35 } 36 else if(g_epoll.p_event[i].events EPOLLIN) //the socket is readable 37 { 38 RecvTcpMsg(fd); 39 } 40 } 41 else if (SERVER g_tcp_type) 42 { if (g_epoll.p_event[i].events EPOLLIN) //the socket is readable,服务端socket可读 43 { 44 if (fd g_epoll.sock_listen)//服务端接收到一个TCP连接请求 45 { 46 struct sockaddr s_addr; 47 socklen_t length sizeof(struct sockaddr); 48 49 int conn_fd accept(fd, s_addr, length);//服务端接收来自客户端的连接请求 50 51 int flags fcntl(conn_fd, F_GETFL, 0); 52 fcmt(conn_fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); 53 54 g_epoll.sock[g_epoll.nb_client] conn_fd; 55 56 SubscribeFd(conn_fd, SERVER);//服务端将新建立的TCP连接建立新的epoll监听事件并维护在全局变量中 57 58 printf(Receive a tcp conn request, conn_fd is %d\n, fd); 59 } 60 else //support multi tcp client 61 { 62 RecvTcpMsg(fd);//接收TCP消息先进行粘包处理然后根据消息类型进入不同的处理分支 63 } 64 } 65 } 66 } 67 } 4通用的TCP消息发送函数 函数实现如下 输入fd发送sockettype业务定义的tcp消息类型msg指针指向待发送的消息地址length待发送的msg的字节数 输出成功返回发送的字节数失败返回-1 #define MAX_LEN_BUFF 65535int SendTcpMsg(int fd, MSGTYPE type, void* msg, int length)
{uint8_t buf[MAX_LEN_BUFF];memset(buf,0,MAX_LEN_BUFF);uint32_t bsize 0;TcpMsgHead* head (TcpMsgHead*)buf;bsize sizeof(TcpMsgHead);//将待发送消息内容拷贝到待发送缓存中memcpy(bufbsize, msg, length);bsize length;//封装TCP消息头指明消息类型用作接收端消息的解析和消息长度用作TCP粘包处理head-type type;head-msglen bsize; int ret send(fd,(const void*)buf,bsize,0);if(ret ! bsize){printf(Failed to send tcp msg,errno%u,ret%d, strerror is %s\n, errno, ret, strerror(errno));return -1;}printf(Success to send tcp msg, msg type is %d\n, type); return ret;} 转载于:https://www.cnblogs.com/studyofadeerlet/p/7265616.html
