【网络编程】实现一个简单多线程版本TCP服务器（附源码）
TCP多线程
- 预备知识
-
- Accept函数
- 字节序转换函数
- listen函数
- 代码
-
- Log.hpp
- Makefile
- ☘️TCPClient.cc
- TCPServer.cc
- util.hpp
预备知识
Accept函数
accept 函数是在服务器端用于接受客户端连接请求的函数，它在监听套接字上等待客户端的连接，并在有新的连接请求到来时创建一个新的套接字用于与该客户端通信。
- 下面是 accept 函数的详细介绍以及各个参数的意义：
#include sockfd: 是服务器监听套接字的文件描述符，通常是使用 socket 函数创建的套接字。accept 函数在该套接字上等待连接请求。
addr: 是一个指向 struct sockaddr 类型的指针，用于存储客户端的地址信息。当新连接建立成功后，客户端的地址信息将会被填充到这个结构体中。
addrlen: 是一个指向 socklen_t 类型的指针，它指示 addr 结构体的长度。在调用 accept 函数之前，需要将其初始化为 addr 结构体的大小，函数执行后会更新为实际的客户端地址长度。
返回值：如果连接成功建立，accept 函数将返回一个新的文件描述符，该文件描述符用于与客户端进行通信。如果连接失败，函数将返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。
- accept 函数的工作原理如下：
当服务器的监听套接字接收到一个新的连接请求时，accept 函数会创建一个新的套接字用于与该客户端通信。
新的套接字会继承监听套接字的监听属性，包括 IP 地址、端口等。
accept 函数会填充 addr 结构体，以便获取客户端的地址信息。
服务器可以使用返回的新套接字与客户端进行通信。
- 注意事项：
accept 函数在没有连接请求时会阻塞，直到有新的连接请求到来。
如果希望设置非阻塞模式，可以使用 fcntl 函数设置 O_NONBLOCK 属性。
在多线程或多进程环境下，需要注意 accept 函数的线程安全性，可以使用互斥锁等机制来保护。
综上所述，accept 函数在构建服务器程序时非常重要，它使服务器能够接受客户端的连接请求并创建新的套接字与客户端进行通信。
字节序转换函数
在网络编程中，字节序问题很重要，因为不同的计算机体系结构可能使用不同的字节序，这可能导致在通信过程中的数据解释错误。为了在不同体系结构之间正确传递数据，需要进行字节序的转换。
- 以下是一些常用的字节序转换函数：
ntohl 和 htonl: 这些函数用于 32 位整数的字节序转换。ntohl 用于将网络字节序转换为主机字节序，htonl 则相反，将主机字节序转换为网络字节序。
ntohs 和 htons: 这些函数用于 16 位整数的字节序转换。ntohs 用于将网络字节序转换为主机字节序，htons 则相反，将主机字节序转换为网络字节序。
这些函数通常用于在网络编程中处理套接字通信中的数据转换，以确保在不同平台上的正确数据交换。
- 示例
#include 请注意，在使用这些函数时，需要包含
listen函数
在TCP通信中，服务端需要使用 listen 函数来监听连接请求。这是因为TCP是一种面向连接的协议，它采用客户端-服务端模型进行通信，通信双方需要先建立连接，然后进行数据的传输。监听的过程是为了等待客户端发起连接请求。
- 具体原因如下：
建立连接： 在TCP通信中，通信双方需要通过三次握手建立连接。客户端通过 connect 函数向服务器发起连接请求，而服务端则需要通过 listen 函数来准备接收连接请求。
处理并发连接： 服务端可能会同时接收多个客户端的连接请求，而每个连接都需要为其分配一个独立的套接字。通过监听连接请求，服务端可以在一个循环中接受多个连接，为每个连接创建对应的套接字，从而实现并发处理多个客户端。
连接队列： listen 函数将连接请求存储在一个队列中，等待服务端逐个接受。这个队列称为“未完成连接队列”（backlog queue）。如果连接请求过多，超出了队列的长度，那么新的连接请求可能会被拒绝或被丢弃。
连接参数： listen 函数还可以指定一个参数，表示在未完成连接队列中可以容纳的连接请求数量。这个参数可以影响服务端处理并发连接的能力。
总之，TCP监听是为了等待客户端发起连接请求，建立连接，然后实现双方的数据传输。这种机制允许服务器处理多个客户端连接，实现高并发的网络服务。
- 函数原型：
int listen(int sockfd, int backlog);
- 参数说明：
sockfd：要进行监听的套接字描述符。
backlog：表示在未完成连接队列中可以容纳的连接请求数量。这个参数可以影响服务器处理并发连接的能力。通常情况下，系统会为这个值设置一个默认的最大值，但你也可以根据你的需求进行适当调整。
返回值：
如果函数调用成功，返回 0。
如果出现错误，返回 -1，并设置全局变量 errno 来指示错误类型。
使用步骤：
创建套接字并绑定地址。
调用 listen 函数将套接字标记为被动套接字，开始监听连接请求。
使用 accept 函数接受客户端连接请求，建立实际的连接。
- 示例用法
#include 注意：listen 后的套接字仅能用于接受连接请求，不能用于读写数据。接收到的连接请求将在一个队列中等待，直到使用 accept 函数从队列中取出并建立连接。
代码
Log.hpp
#pragma once
#include Makefile
.PHONY:all
all:TCPClient TCPServer
TCPClient: TCPClient.cc
g++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
TCPServer:TCPServer.cc
g++ -o $@ $^ -std=c++11 -lpthread
.PHONY:clean
clean:
rm -f TCPClient TCPServer
☘️TCPClient.cc
#include"util.hpp"
volatile bool quit=false;
static void Usage(std::string proc)
{
std::cerr<<"Usage:\n\t"<<proc<<"serverip serverport "<<std::endl;
std::cerr<<"Example:\n\t"<<proc<<"127.0.0.1 8080\n"<<std::endl;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc!=3)
{
Usage(argv[0]);
exit(USAGE_ERR);
}
std::string serverip=argv[1];
uint16_t serverport=atoi(argv[2]);
//1.创建socket SOCK_STREAM
int sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(sock<0)
{
std::cerr<<"socket :"<<strerror(errno)<<std::endl;
exit(SOCKET_ERR);
}
//2.链接
//向服务器发起链接请求
struct sockaddr_in server;
memset(&server,0,sizeof(server));
server.sin_family=AF_INET;
server.sin_port=htons(server.sin_port);
inet_aton(serverip.c_str(),&server.sin_addr);
//2.2发起请求 connect自动会进行bind
if(connect(sock,(const struct sockaddr*)&server,sizeof(server))!=0)
{
//链接失败
std::cerr<<"connect :"<<strerror(errno)<<std::endl;
exit(CONN_ERR);
}
//链接成功
std::cout<<" info :connect success :"<<sock<<std::endl;
std::string message;
while(!quit)
{
message.clear();
std::cout<<"请输入您的消息>>>>"<<std::endl;
std::getline(std::cin,message);
if(strcasecmp(message.c_str(),"quit")==0)
{
//如果输入的是quit 直接退出程序
quit=true; //设置成true 会把当前信息先执行发送到服务器 再进入while循环时条件不满直接退出
}
//从服务器接收到的消息
ssize_t s=write(sock,message.c_str(),message.size());
if(s>0)
{
message.resize(1024);
ssize_t s=read(sock,(char *)(message.c_str()),1024);
if(s>0)
message[s]=0;
std::cout<<"Server Echo>>>"<<"message"<<std::endl;
}
else if (s <= 0)
{
break;
}
}
close(sock);
return 0;
}
TCPServer.cc
#include "util.hpp"
#include util.hpp
#pragma once
#include 大家可以拉下来自行测试…