C++后端学习:服务器端使用select模型,响应多个客户端

Sever.cpp

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;

string user[2] = { "lyh0", "lyh1" };
string pwd[2] = { "lyh0", "lyh1" };
string chat[2] = { "Sir, I am here.", "incredible hulk" };
vector loginusr;

//存放socket的数组
vector g_clients;

enum cmd
{
    cmd_login,
    cmd_login_result,
    cmd_logout,
    cmd_logout_result,
    cmd_new_user_join,
    cmd_chat,
    cmd_error
};

//数据包头
struct DataHeader
{
    short datalength;
    short cmd;
};

//可以用下面的这种写法,但是不利于衍生成更复杂的消息。
//struct Login
//{
//    DataHeader dataheader;
//    char username[32];
//    char password[32];
//};

//用继承的方式将报头和报体放在一起发送
struct Login : public DataHeader
{
    //在构造函数里面初始化
    Login()
    {
        datalength = sizeof(Login);
        cmd = cmd_login;
    }
    char username[32];
    char password[32];
};

struct Loginresult : public DataHeader
{
    Loginresult()
    {
        datalength = sizeof(Loginresult);
        cmd = cmd_login_result;
        result = 0;
    }
    int result;
};

struct Logout : public DataHeader
{
    Logout()
    {
        datalength = sizeof(Logout);
        cmd = cmd_logout;
    }
    char username[32];
};

struct Logoutresult : public DataHeader
{
    Logoutresult()
    {
        datalength = sizeof(Logoutresult);
        cmd = cmd_logout_result;
        result = 0;
    }
    int result;
};

struct Message : public DataHeader
{
    Message()
    {
        datalength = sizeof(Message);
        cmd = cmd_chat;
    }
    char message[256];
};

struct Messageret : public DataHeader
{
    Messageret()
    {
        datalength = sizeof(Messageret);
        cmd = cmd_chat;
    }
    char messageret[256];
};

struct Newuserjoin : public DataHeader
{
    Newuserjoin()
    {
        datalength = sizeof(Newuserjoin);
        cmd = cmd_new_user_join;
        socketid = 0;
    }
    int socketid;
};

//把处理请求的逻辑写成一个函数
int Process(SOCKET _clientSock)
{
    //用缓冲区接受数据
    char recvBuf[1024] = {};
    DataHeader* header = (DataHeader*)recvBuf;
    //5.1. recv 接收客户端发送的数据
    int nlen = recv(_clientSock, recvBuf, sizeof(DataHeader), 0);
    if (nlen <= 0)
    {
        printf("Client %d exit!\n", (int)_clientSock);
        return -1;
    }
    //5.2 send 处理请求, 向客户端发送数据, 用switch判断命令
    switch (header->cmd)
    {
    case cmd_login:
    {
        //接受客户端输入的账号密码
        //使用datalength获取数据
        recv(_clientSock, recvBuf + sizeof(DataHeader), header->datalength - sizeof(DataHeader), 0);
        Login* login = (Login*)recvBuf;
        printf("receive cmd from , cmd: cmd_login.\n", (int)_clientSock);
        Loginresult result;

        //防止重复登录
        if (0 != loginusr.size())
        {
            for (int i = 0; i < (int)loginusr.size(); i++)
            {
                if (loginusr[i] == string(login->username))
                {
                    result.result = 2;
                }
            }
            if (2 == result.result)
            {
                send(_clientSock, (char*)&result, sizeof(Loginresult), 0);
                return 1;
            }
        }

        //判断用户名与密码是否正确的过程
        for (int i = 0; i < 2; i++)
        {
            if (user[i] == string(login->username))
            {
                if (pwd[i] == string(login->password))
                {
                    loginusr.push_back(user[i]);
                    printf("it is %d users connect now.\n", (int)loginusr.size());
                    result.result = 1;
                    send(_clientSock, (char*)&result, sizeof(Loginresult), 0);
                    return 1;
                }
                else
                {
                    result.result = 0;
                    send(_clientSock, (char*)&result, sizeof(Loginresult), 0);
                    return 1;
                }
            }
        }
        send(_clientSock, (char*)&result, sizeof(Loginresult), 0);
    }
    break;
    case cmd_logout:
    {
        recv(_clientSock, recvBuf + sizeof(DataHeader), header->datalength - sizeof(DataHeader), 0);
        Logout* logout = (Logout*)recvBuf;
        Logoutresult result;
        //判断用户名是否正确,且用户在已登录的名单中
        for (int i = 0; i < (int)loginusr.size(); i++)
        {
            if (loginusr[i] == string(logout->username))
            {
                result.result = 1;
                printf("receive cmd from , cmd: cmd_logout.\n", (int)_clientSock);
                printf("%s logout!\n", logout->username);
                loginusr.erase(loginusr.begin() + i);
                printf("it is %d users connect now .\n", (int)loginusr.size());
                break;
            }
        }
        send(_clientSock, (char*)&result, sizeof(Logoutresult), 0);
    }
    break;
    case cmd_chat:
    {
        recv(_clientSock, recvBuf + sizeof(DataHeader), header->datalength - sizeof(DataHeader), 0);
        printf("receive cmd from , cmd: cmd_chat.\n", (int)_clientSock);
        Message* message = (Message*)recvBuf;
        Messageret messageret;
        if (0 == strcmp(message->message, "friday"))
        {
            strcpy(messageret.messageret, chat[0].c_str());
            //再发消息体
            send(_clientSock, (char*)&messageret, sizeof(Messageret), 0);
            break;
        }
        else if (0 == strcmp(message->message, "hulk"))
        {
            strcpy(messageret.messageret, chat[1].c_str());
            //再发消息体
            send(_clientSock, (char*)&messageret, sizeof(Messageret), 0);
            break;
        }
        else
        {
            strcpy(messageret.messageret, "May I help you?");
            //再发消息体
            send(_clientSock, (char*)&messageret, sizeof(Messageret), 0);
            break;
        }
    }
    break;
    default:
    {
        DataHeader head = { 0,cmd_error };
        send(_clientSock, (char*)&header, sizeof(DataHeader), 0);
    }
    break;
    }
    return 1;
}

int main()
{
    WORD ver = MAKEWORD(2, 2);
    WSADATA dat;
    WSAStartup(ver, &dat);

    //用socket API建立简易的服务器端
    //1.建立一个socket
    SOCKET _sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);

    //2.bind 绑定用于接受客户端连接的网络端口号
    sockaddr_in _sin = {};
    _sin.sin_family = AF_INET;         //用于网络连接的类型,IPv4,与上面定义的一样
    _sin.sin_port = htons(4567);       //host to net unsigned short,这里要转换一下端口号
    //_sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");     //服务器程序绑定的IP地址,纯内网的应用程序可以用127.0.0.1
    _sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY;
                                                            //_sin.sin_addr.S_un.S_addr = INADDR_ANY; //随意什么地址都可以访问
                                                            //bind是有可能失败的,端口被占用的时候,所以要判断是否成功
    int bindret = bind(_sock, (sockaddr*)&_sin, sizeof(sockaddr_in));
    if (SOCKET_ERROR == bindret)
    {
        printf("ERROR! bind failed !\n");
        getchar();
        return 1;
    }

    //3.listen 监听网络端口
    //同样的监听也可能失败的,需要加以判断
    int listenret = listen(_sock, 3);
    if (SOCKET_ERROR == listenret)
    {
        printf("ERROR! listen failed !\n");
        getchar();
        return 1;
    }

    printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *\n");
    printf("*                                                     *\n");
    printf("*         Welcome to the first Socket Sever           *\n");
    printf("*                                                     *\n");
    printf("* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *\n");

    //5. send 向客户端发送数据
    while (1)
    {
        //使用select模型

        //定义socket集合
        fd_set fdRead;
        fd_set fdWead;
        fd_set fdExp;

        //清空
        FD_ZERO(&fdRead);
        FD_ZERO(&fdWead);
        FD_ZERO(&fdExp);

        //设置集合
        FD_SET(_sock, &fdRead);
        FD_SET(_sock, &fdWead);
        FD_SET(_sock, &fdExp);

        //查询g_clients里面的socket是否有可读要求
        for (int i = (int)g_clients.size() - 1; i >= 0 ; i--)
        {
            FD_SET(g_clients[i], &fdRead);
        }

        //nfds 是一个整数值,是指集合fd_set中所有socket的范围(是最大的socket值+1),而不是数量。
        //而在Windows下可以传入0,Windows下自动处理了。

        timeval time = { 1, 0 };    //第一个参数是最大查询时间 单位s,第二个是ms

        //select 设置了最后一个参数timeval之后,程序在select处等待最大时间,没有数据读取便会返回。不会一直阻塞在select处。
        int selectret = select((int)_sock + 1, &fdRead, &fdWead, &fdExp, &time);
        if (selectret < 0)
        {
            //select小于0就是出错了
            printf("select finish..error.\n");
            break;
        }

        if (FD_ISSET(_sock, &fdRead))
        {
            //清理标志位
            FD_CLR(_sock, &fdRead);
            //客户端的连接要放在此处执行
            //4.accept 等待接受客户端连接
            sockaddr_in clientAddr = {};     //远程客户端的地址 
            int nAddrlen = sizeof(sockaddr_in);
            SOCKET _clientSock = INVALID_SOCKET;    //接受的客户端是无效的,大规模程序的时候有可能
            _clientSock = accept(_sock, (sockaddr*)&clientAddr, &nAddrlen);
            if (INVALID_SOCKET == _clientSock)
            {
                printf("ERROR!, INVALID CLIENT!\n");
            }

            //有新的客户端加入,群发消息给别的客户端。
            for (int i = (int)g_clients.size() - 1; i >= 0; i--)
            {
                Newuserjoin userjoin;   //构造函数里面已经初始化
                send(g_clients[i], (char*)&userjoin, sizeof(Newuserjoin), 0);
            }

            //将新连接的客户端加入进g_clients数组中
            g_clients.push_back(_clientSock);
            printf("new Client connected  :socket = %d  IP = %s \n", (int)_clientSock, inet_ntoa(clientAddr.sin_addr));
        }

        //循环处理客户端数组里面的客户端请求
        for (size_t i = 0; i < fdRead.fd_count; i++)
        {
            if (-1 == Process(fdRead.fd_array[i]))
            {
                auto iter = find(g_clients.begin(), g_clients.end(), fdRead.fd_array[i]);
                if (iter != g_clients.end())
                    g_clients.erase(iter);
            }
        }
        printf("do other things.............\n");
    }

    //6.close 关闭socket
    //程序结束一定要关闭所有的socket
    for (int i = (int)g_clients.size() - 1; i >= 0; i--)
    {
        closesocket(g_clients[i]);
    }
    closesocket(_sock);
    WSACleanup();
    //printf("Client exit !, Sever exit ! \n");
    //getchar();
    return 0;
}

 

Client.cpp

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

//或者把winsock2放在Windows前面
#include
#include
#include

//#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")   //调用了Windows的库,要加载这个静态链接库才能使用
//Windows下才可以这样写,Linux下不可以这样写

enum cmd
{
    cmd_login,
    cmd_login_result,
    cmd_logout,
    cmd_logout_result,
    cmd_new_user_join,
    cmd_chat,
    cmd_error
};

//数据包头
struct DataHeader
{
    short datalength;
    short cmd;
};

//可以用下面的这种写法,但是不利于衍生成更复杂的消息。
//struct Login
//{
//    DataHeader dataheader;
//    char username[32];
//    char password[32];
//};

//用继承的方式将报头和报体放在一起发送
struct Login : public DataHeader
{
    //在构造函数里面初始化
    Login()
    {
        datalength = sizeof(Login);
        cmd = cmd_login;
    }
    char username[32];
    char password[32];
};

struct Loginresult : public DataHeader
{
    Loginresult()
    {
        datalength = sizeof(Loginresult);
        cmd = cmd_login_result;
    }
    int result;
};

struct Logout : public DataHeader
{
    Logout()
    {
        datalength = sizeof(Logout);
        cmd = cmd_logout;
    }
    char username[32];
};

struct Logoutresult : public DataHeader
{
    Logoutresult()
    {
        datalength = sizeof(Logoutresult);
        cmd = cmd_logout_result;
    }
    int result;
};

struct Message : public DataHeader
{
    Message()
    {
        datalength = sizeof(Message);
        cmd = cmd_chat;
    }    
    char message[256];
};

struct Messageret : public DataHeader
{
    Messageret()
    {
        datalength = sizeof(Messageret);
        cmd = cmd_chat;
    }
    char messageret[256];
};

struct Newuserjoin : public DataHeader
{
    Newuserjoin()
    {
        datalength = sizeof(Newuserjoin);
        cmd = cmd_new_user_join;
        socketid = 0;
    }
    int socketid;
};

int main()
{

    WORD ver = MAKEWORD(2, 2);   //版本号
    WSADATA dat;
    WSAStartup(ver, &dat);

    //1. socket 建立一个socket
    SOCKET _sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (INVALID_SOCKET == _sock)
    {
        printf("ERROR! build socket failed !\n");
        getchar();
        return 1;
    }

    //2.connect 连接服务器
    sockaddr_in _sin = {};
    _sin.sin_family = AF_INET;
    _sin.sin_port = htons(4567);
    _sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("193.112.24.176");
    //_sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    int ret = connect(_sock, (sockaddr*)&_sin, sizeof(sockaddr_in));
    if (SOCKET_ERROR == ret)
    {
        printf("ERROR! connect sever failed !\n");
        getchar();
        return 1;
    }
    printf("Successfully connect to the Sever, Please input your cmd.\n");

    while (1)
    {
        //使用select模型
        //fd_set fdReads;
        //FD_ZERO(&fdReads);
        //FD_SET(_sock, &fdReads);

        //int selectret = select(_sock, &fdReads, 0, 0, 0);
        //if (selectret < 0)
        //{
        //    printf("select error, exit...");
        //    break;
        //}

        //if (FD_ISSET(_sock, &fdReads))
        //{
        //    FD_CLR(_sock, &fdReads);
        //}

        //3. send 发送数据到服务器
        char msgbuf[1024] = {};
        scanf("%s", msgbuf);
        if (0 == strcmp(msgbuf, "exit"))
        {
            printf("exit client!\n");
            break;
        }
        else if (0 == strcmp(msgbuf, "login"))
        {
            char username[32] = {};
            char password[32] = {};
            printf("input your username:\n");
            scanf("%s", username);
            printf("input the password:\n");
            scanf("%s", password);
            Login login;
            strcpy(login.username, username);
            strcpy(login.password, password);
            //向服务器发送报体(里面已经包含了报头)
            send(_sock, (const char*)&login, sizeof(Login), 0);
            //接受服务器返回数据
            Loginresult loginret = {};
            recv(_sock, (char*)&loginret, sizeof(Loginresult), 0);
            //判断返回的结果
            //printf("loginresult is : %d \n", loginret.result);
            if (loginret.result == 1)
            {
                printf(" %s login successfully....\n", username);
                printf("Friday: Can I help you? Sir.\n");
                //登录之后才能进行的操作
                while (1)
                {
                    char msg[256] = {};
                    scanf("%s", msg);
                    if (0 == strcmp(msg, "exit"))
                    {
                        printf("you are welcome.\n");
                        break;
                    }
                    Message message;
                    strcpy(message.message, msg);
                    //向服务器发送包体
                    send(_sock, (const char*)&message, sizeof(Message), 0);
                    Messageret messageret = {};
                    recv(_sock, (char*)&messageret, sizeof(Messageret), 0);
                    //打印收到的消息
                    printf("Friday : %s\n", messageret.messageret);

                }
            }
            else if (loginret.result == 2)
                printf("the %s has already login !\n", username);
            else
                printf("username or password error, please check.\n");

        }
        else if (0 == strcmp(msgbuf, "logout"))
        {
            char username[32] = {};
            printf("input the username you want to logout:\n");
            scanf("%s", username);
            Logout logout;
            strcpy(logout.username, username);
            //向服务器发送包体
            send(_sock, (const char*)&logout, sizeof(Logout), 0);
            //接受服务器返回数据
            Logoutresult logoutret = {};
            recv(_sock, (char*)&logoutret, sizeof(Logoutresult), 0);
            //判断返回的结果
            //printf("%d\n", logoutret.result);
            if (logoutret.result == 1)
                printf("%s logout successful !\n", username);
            else
                printf("%s logout failed ! %s may not login or it is not the legal user.\n", username, username);
        }
        else
        {
            printf("Unsupportable cmd, request end.\n");
        }
    }

    //5.close 关闭socket
    closesocket(_sock);
    WSACleanup();
    printf("Client exit !\n");
    getchar();
    return 0;
}

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