【持续更新】近期C++开发Modbus通讯接口小结

项目需求：对PLC上存储的数据进行读取，并转存到数据库

语言：C++、DDL

所需知识点：Socket通信、Modbus帧结构、C++中数据库的操作、多线程、Linux

项目进度拆解记录（不会做就是困难！！管它简不简单！）

1、Socket通信。

        由于之前一直采用串口通信，并未了解过其他通信机制，所以&*%￥%！@#（啥也不会）。打开网页、视频各种学习，发现是自己掌握的TCP通信机制，但自己只是理论掌握，不具备代码实现的能力，在CSDN、GitHub寻找各种资源后，终于写出了自己的Socket.cpp。这只是开始，耗时一周（严重浪费！！！）

        1.1、Socket通信连接问题

       在不打开服务器的情况下，程序会一直停在连接时（我用的是connect连接）。且打开服务器后，通信连接成功，但会报出一个错误（自己写的，取出connect返回值为-1）。这里理想的优化方案是连接服务器超时时，报出一个错误，然后再尝试继续连接。实现方式学习中……

2、Modbus帧结构。（这个我可以，最喜欢帧结构！）

        2.1、Socket通信连接问题

       耗时一个下午，各处查找资料后，学习到Modbus帧中的位所代表的信息。——这里安利两个小工具（Modbus Slave和Modbus Poll）下载地址（链接：https://pan.baidu.com/s/1YNz1wbb6PeRrVDhg2mrdgQ 提取码：z2a0 --来自百度网盘超级会员V4的分享）——下图可以即为帧结构，显然~~~所以~~~这里懂了。在代码实现的过程中，由于不可抗力的被要求加入CRC校验算法，然后打开GitHub一顿扒拉，读了很多之后，自己写了一段适合自己的，然后！发现CRC在TCP里不需要（内心：hhhh我就当学习了吧，rm -rf /*                  One week later！）

        2.2、忽略MODBUS通信机制造成的错误

        在modbus中，下发信息后，目标机会回复一条信息（即便是在下发修改指令）。此处，由于我在下发修改指令后，并未进行接收数据的操作，导致我其它读值部分读取的全是修改的返回数据。于是便在修改后加入一个recv接收socket中的缓冲区进行清空缓冲区（十分重要），用数组接受完后，记得释放数组，不然也会引发异常。

3、MySQL。

        之前只用过Access和SQLServers，众所周知，这俩都是图形化操作界面，真的是很友好了，首先，拿到外包提供的数据库不会链接到自己的库中，只好转txt然后Ctrl CV（神技）自己执行。这里感谢好朋友的帮助，提供给我Navicat，用起来感觉MySQL也就洒洒水啦，有了图形化操作界面我乱点都点的出来，嘿嘿嘿。。。。回归正题，之后用C++链接数据库，这里应该不算是一个难点了，无非是增删改查，各种资源一看就懂。

        3.1 数据库写入时的中文乱码。

          本来在写连接的时候，有些函数设置了语句：

        const char* query = "set names \'GBK\'";
        mysql_query(_mysql, query);

        但是由于并未在我写入之前进行设置，所以我把这里的设置改到对数据库的连接中，连接上数据库后立刻设置，Nice！

        3.2 重复写入机制的优化

        由于对对某一个表需要重复写入200条记录，每次的值都相当于是刷新替代旧的值。为了防止对数据库写入超行和写入数据重复，我在写入前优先使用查询语句进行查询内容是否存在，存在则选择UPDATE更新值，不存在的话使用INSERT插入值。

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         然后突然发现有一个REPLACE语句，可以直接更换，相当于对我的查询和插入做了一个集合。对接口来说，在整个写入过程中，时间减少了一半，且REPLACE写入机制刚好符合我的要求，果断选择更换到REPLACE语句实现。

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         抱着重温Mysql知识的想法，去官网看了一下插入语言。突然发现对INSERT插入时，有一个关键字IGNORE可以忽视主键存在，进行重复插入。于是取消REPLACE方法。（此处有一个猜想，在调用REPLACE时，前、后端对数据库的异步操作，会不会对前端来说，在某次查询数据时，由于REPLACE引起的清空而导致表中数据为NULL然后报错？）有待验证~

4、关于整个接口的实现方式引发的不同版本。

        姑且称多线程为V1.0，单线程为V2.0。问题来了，在V1.0版本中需要多线程的知识（我真的超级喜欢多线程，顺带学习了C++的多线程实现，声明实现~）问题来了，在多线程中我肯定不能用同一个socket连接和数据库连接吧，于是大方地给了每个线程发了一个新的。这里就得加上互斥锁了！但，问题来了，数据库新建连接多了导致我写入超时（这里是因为我在每个线程后未断开数据库）。由于时间的影响，本来找到的解决办法：数据库的线程池操作，就被我pass掉了。于是Copy出副本，改V2.0，用同一个socket和数据库连接（但愿不会崩）一切就挺顺利，剩下的代码大同小异的查询PLC然后转存到数据库，祭出神技：Ctrl C（V）！！    （One week later）等待有空了一定把那个多线程的给搞出来，多线程在逻辑上更符合多功能实现！

5、C++。

       按理说这个应该是首要问题，但是对其的学习贯穿了我整个开发过程，属于边学习边实现。不过对const char *、char *、char、string还是区别不清（有问题即时百度，虽然有点浪费时间）。

        5.1、Printf假死

        C++中的printf竟然还会出现假死状态，我这里真的弄不懂为什么在连接socket和数据库的时候，我的printf不输出值，而且假死在数据库的连接中！！！为什么我的缓冲区就满了呀！我就写了几个字符而已啊！！！看了网上的子，清空缓冲区和设置为即时输出都不行！然后我就！直接注释掉我的prinf。神奇的是每一次读写中的printf跑的可快了，一点也看不出来是会在缓冲区中转圈圈的样子！

fflush(stdout);  //清空缓冲区
setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);  //设置stdout中的内容即时输出

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        继昨天的printf无法输出的问题，找了各种资料（可能还是不够），试了cout、printf、cerr（这个早上还好用），都在最后调试的时候无法输出，看了资料介绍，cerr不需要缓冲区，是直接输出的。所以应该和缓冲区无关，毕竟我清空过，也设置过即时输出。开始考虑是否存在其他因素，导致我的Cpp无法输出信息？

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         很搞笑的是，搞了我两三天的心态，我发现我的问题出现在：未关闭上次调试打开的命令行窗口，导致程序输出流的实现出现假死（不知道从哪里可以看到关于VS调试中，程序输出流的机制。好奇为什么会产生这种现象。是由于对命令行窗口的选择导致无法输出吗？）TIPS：每次调试结束看完输出信息，一定一定要关闭命令行窗口

        5.2、C++ 项目超出资源限制

           这是一个遗留问题！！！我也不知道为什么，同一个项目，有时候超出资源限制，有时候不会。但是超出资源限制好像并不影响我的接口继续实现功能？也可能是我太菜了，我不懂。。。难道是我的资源泄露嘛，可是我也几个变量啊，都是不断的复用。C++好蓝啊，我还是想回去写C#！

6、Linux

         6.1 库文件引用

         果然不出意外，对Linux的不熟悉，直接拖了我三天的时间。这里出现的问题在于：移植项目的过程中，其中涉及到对MYSQL数据库的库引用问题。感谢这个问题帮我学习了Linux下的部分指令！！！这里的库名是：libmysqlclient。设置好了包含目录、库目录和库依赖项。然后开始各种ld找不到库。下面是解决办法：

                 1、首先查找你的libmysqlclient。locate libmysqlclient 。没有的话记得yum install mysql-devel。

                  2、给libmysqlclient复制一份过去（方法1）。

                  3、在lib下创建软连接（推荐）。ln /usr/lib64/mysql/libmysqlclient.so /usr/lib/libmysqlclient.so

                  4、更改ld的搜索路径，可以通过更改预设路径（config文件内添加你的libmysqlclient的路径）或者更改环境变量export巴拉巴拉的。

                   5、如果你做完上面的步骤，还搜索不到！可能你就和我一样是半路出家C++的！令人头秃的是，在对VS的调试设置中，就是库依赖项那里，不要填写libmysqlclient.so。这里不得不吐槽这个检索和命名机制，lib+mysqlclient+.so。so是文件后缀的标识，类似lib，这个不加我就不说了，为什么lib也不加啊！！打开命令行一看，人家命令写了，-L（路径）-l（库名）。就这个-l代表的就是lib了，好家伙，文件名还要拆开才可以检索到，已无力吐槽。

         其余的移植过程，无非就是几个函数名称的替换（建议开发时，尽量使用C++标准函数，少用IDE封装出来的函数）、头文件的引用问题，暂无大碍。

有感而发，这个程序越写越感觉，就是得多线程并发工作，串行只是勉强能用！！！未完待续。。。