14.10 Socket 套接字選擇通信

来源:https://www.cnblogs.com/LyShark/archive/2023/10/18/17771226.html
-Advertisement-
Play Games

對於網路通信中的服務端來說，顯然不可能是一對一的，我們所希望的是服務端啟用一份則可以選擇性的與特定一個客戶端通信，而當不需要與客戶端通信時，則只需要將該套接字掛到鏈表中存儲並等待後續操作，套接字服務端通過多線程實現存儲套接字和選擇通信，可以提高服務端的併發性能，使其能夠同時處理多個客戶端的請求。在實... ...


對於網路通信中的服務端來說，顯然不可能是一對一的，我們所希望的是服務端啟用一份則可以選擇性的與特定一個客戶端通信，而當不需要與客戶端通信時，則只需要將該套接字掛到鏈表中存儲並等待後續操作，套接字服務端通過多線程實現存儲套接字和選擇通信，可以提高服務端的併發性能，使其能夠同時處理多個客戶端的請求。在實際應用場景中，這種技術被廣泛應用於網路編程、互聯網應用等領域。

該功能的具體實現思路可以總結為如下流程；

在服務端啟動時，創建套接字併進行綁定，然後開啟一個線程（稱為主線程）用於監聽客戶端的連接請求。主線程在接收到新的連接請求後，會將對應的套接字加入一個數據結構（例如鏈表、隊列、哈希表等）中進行存儲。同時，主線程會將存儲套接字的數據結構傳遞給每個子線程，並開啟多個子線程進行服務，每個子線程從存儲套接字的數據結構中取出套接字，然後通過套接字與客戶端進行通信。

在選擇通信方面，用戶可以指定要與哪個客戶端進行通信。服務端會在存儲套接字的數據結構中尋找符合條件的套接字，然後將通信數據發送給對應的客戶端。

首先為了能實現套接字的存儲功能，此處我們需要定義一個ClientInfo該結構被定義的作用只有一個那就是存儲套接字的FD句柄，以及該套接字的IP地址與埠信息，這個結構體應該定義為如下樣子；

typedef struct
{
  SOCKET client;
  sockaddr_in saddr;
  char address[128];
  unsigned short port;
}ClientInfo;

接著我們來看主函數中的實現，首先主函數中listen正常偵聽套接字連接情況，當有新的套接字接入後則直接通過CreateThread函數開闢一個子線程，該子線程通過EstablishConnect函數掛在後臺，在掛入後臺之前通過std::vector<ClientInfo *> info全局變數用來保存套接字。

當讀者需要發送數據時，只需要調用SendMessageConnect函數，函數接收一個套接字鏈表，並接收需要操作的IP地址信息，以及需要發送的數據包，當有了這些信息後，函數內部會首先依次根據IP地址判斷是否是我們所需要通信的IP，如果是則從全局鏈表內取出套接字併發送數據包給特定的客戶端。

彈出一個套接字調用PopConnect該函數接收一個全局鏈表，以及一個字元串IP地址，其內部通過枚舉鏈表的方式尋找IP地址，如果找到了則直接使用ptr.erase(it)方法將找到的套接字彈出鏈表，並以此實現關閉通信的目的。

輸出套接字元素時，通過調用ShowList函數實現，該函數內部首先通過迴圈枚舉所有的套接字並依次Ping測試，如果發現存在掉線的套接字則直接剔除鏈表，如果沒有掉線則客戶端會反饋一個pong以表示自己還在，此時即可直接輸出該套接字信息。

14.10.1 服務端實現

服務端的實現方式在上述概述中已經簡單介紹過了，服務端實現的原理概括起來就是，通過多線程技術等待客戶端上線，當有客戶端上線後就直接將其加入到全局鏈表內等待操作，主函數執行死迴圈，等待用戶輸入數據，用於選擇與某個套接字通信。

#include <iostream>
#include <WinSock2.h>
#include <WS2tcpip.h>
#include <string>
#include <vector>

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

using namespace std;

typedef struct
{
  SOCKET client;
  sockaddr_in saddr;
  char address[128];
  unsigned short port;
}ClientInfo;

std::vector<ClientInfo *> info;       // 全局主機列表
SOCKET server;                        // 本地套接字
sockaddr_in sai_server;               // 存放伺服器IP、埠

// 彈出下線的主機
void PopConnect(std::vector<ClientInfo *> &ptr, char *address)
{
  // 迴圈迭代器,查找需要彈出的元素
  for (std::vector<ClientInfo *>::iterator it = ptr.begin(); it != ptr.end(); it++)
  {
    ClientInfo *client = *it;

    // 如果找到了,則將其從鏈表中移除
    if (strcmp(client->address, address) == 0)
    {
      ptr.erase(it);
      // std::cout << "地址: " << client->address << " 已下線" << std::endl;
      return;
    }
  }
}

// 輸出當前主機列表
void ShowList(std::vector<ClientInfo *> &ptr)
{
  for (int x = 0; x < ptr.size(); x++)
  {
    // 發送Ping信號,探測
    bool ref = send(ptr[x]->client, "Ping", 4, 0);
    if (ref != true)
    {
      PopConnect(info, ptr[x]->address);
      continue;
    }

    // 接收探測信號,看是否存活
    char ref_buf[32] = { 0 };
    recv(ptr[x]->client, ref_buf, 32, 0);
    if (strcmp(ref_buf, "Pong") != 0)
    {
      PopConnect(info, ptr[x]->address);
      continue;
    }
    std::cout << "主機: " << ptr[x]->address << " 埠: " << ptr[x]->port << std::endl;
  }
}

// 發送消息
void SendMessageConnect(std::vector<ClientInfo *> &ptr, char *address, char *send_data)
{
  for (int x = 0; x < ptr.size(); x++)
  {
    // std::cout << ptr[x]->address << std::endl;

    // 判斷是否為需要發送的IP
    if (strcmp(ptr[x]->address, address) == 0)
    {
      // 對選中主機發送數據
      send(ptr[x]->client, send_data, strlen(send_data), 0);
      int error_send = GetLastError();
      if (error_send != 0)
      {
        // std::cout << ptr[x]->address << " 已離線" << endl;

        // 彈出元素
        PopConnect(info, address);
        return;
      }

      // 獲取執行結果
      char recv_message[4096] = { 0 };
      recv(ptr[x]->client, recv_message, 4096, 0);
      std::cout << recv_message << std::endl;
    }
  }
}

// 建立套接字
void EstablishConnect()
{
  while (1)
  {
    ClientInfo* cInfo = new ClientInfo();
    int len_client = sizeof(sockaddr);

    cInfo->client = accept(server, (sockaddr*)&cInfo->saddr, &len_client);

    // 填充主機地址和埠
    char array_ip[20] = { 0 };

    inet_ntop(AF_INET, &cInfo->saddr.sin_addr, array_ip, 16);
    strcpy(cInfo->address, array_ip);
    cInfo->port = ntohs(cInfo->saddr.sin_port);

    info.push_back(cInfo);
  }
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  // 初始化 WSA ，激活 socket
  WSADATA wsaData;
  WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);

  // 初始化 socket、伺服器信息
  server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  sai_server.sin_addr.S_un.S_addr = 0;    // IP地址
  sai_server.sin_family = AF_INET;        // IPV4
  sai_server.sin_port = htons(8090);        // 傳輸協議埠

  // 本地地址關聯套接字
  if (bind(server, (sockaddr*)&sai_server, sizeof(sai_server)))
  {
    WSACleanup();
  }

  // 套接字進入監聽狀態
  listen(server, SOMAXCONN);

  // 建立子線程實現偵聽連接
  CreateThread(0, 0, (LPTHREAD_START_ROUTINE)EstablishConnect, 0, 0, 0);

  while (1)
  {
    char command[4096] = { 0 };

  input:
    memset(command, 0, 4096);
    std::cout << "[ LyShell ] # ";

    // 發送命令
    int inputLine = 0;
    while ((command[inputLine++] = getchar()) != '\n');
    if (strlen(command) == 1)
      goto input;

    // 輸出主機列表
    if (strcmp(command, "list\n") == 0)
    {
      ShowList(info);
    }
    // 發送消息
    else if (strcmp(command, "send\n") == 0)
    {
      SendMessageConnect(info, "127.0.0.1", "Send");
    }
    // 發送CPU數據
    else if (strcmp(command, "GetCPU\n") == 0)
    {
      SendMessageConnect(info, "127.0.0.1", "GetCPU");
    }
    // 發送退出消息
    else if (strcmp(command, "Exit\n") == 0)
    {
      SendMessageConnect(info, "127.0.0.1", "Exit");
    }
  }
  return 0;
}

14.10.2 客戶端實現

客戶端的實現與之前文章中的實現方式是一樣的，由於客戶端無需使用多線程技術所以在如下代碼中我們只需要通過一個死迴圈每隔5000毫秒調用connect對服務端進行連接，如果沒有連接成功則繼續等待，如果連接成功了則直接進入內部死迴圈，在迴圈體內根據不同的命令執行不同的返回信息，如下是客戶端實現完整代碼片段。

#include <iostream>
#include <WinSock2.h>
#include <WS2tcpip.h>
#include <string>

#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[])
{
  while (1)
  {
    WSADATA WSAData;
    SOCKET sock;
    struct sockaddr_in ClientAddr;

    if (WSAStartup(MAKEWORD(2, 0), &WSAData) != SOCKET_ERROR)
    {
      ClientAddr.sin_family = AF_INET;
      ClientAddr.sin_port = htons(8090);
      ClientAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

      sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
      int Ret = connect(sock, (LPSOCKADDR)&ClientAddr, sizeof(ClientAddr));

      if (Ret == 0)
      {
        while (1)
        {
          char buf[4096] = { 0 };

          memset(buf, 0, sizeof(buf));
          recv(sock, buf, 4096, 0);

          // 獲取CPU數據
          if (strcmp(buf, "GetCPU") == 0)
          {
            char* cpu_idea = "10%";
            int ServerRet = send(sock, cpu_idea, sizeof("10%"), 0);
            if (ServerRet != 0)
            {
              std::cout << "發送CPU數據包" << std::endl;
            }
          }

          // 發送消息
          else if (strcmp(buf, "Send") == 0)
          {
            char* message = "hello lyshark";
            int ServerRet = send(sock, message, sizeof("hello lyshark"), 0);
            if (ServerRet != 0)
            {
              std::cout << "發送消息數據包" << std::endl;
            }
          }

          // 終止客戶端
          else if (strcmp(buf, "Exit") == 0)
          {
            closesocket(sock);
            WSACleanup();
            exit(0);
          }

          // 存活探測信號
          else if (strcmp(buf, "Ping") == 0)
          {
            int ServerRet = send(sock, "Pong", 4, 0);
            if (ServerRet != 0)
            {
              std::cout << "Ping 存活探測..." << std::endl;
            }
          }
        }
      }
    }
    closesocket(sock);
    WSACleanup();
    Sleep(5000);
  }
  return 0;
}

讀者可自行編譯並運行上述代碼，當服務端啟動後客戶端上線，此時讀者可根據輸入不同的命令來操作不同的套接字，如下圖所示；

本文作者： 王瑞
本文鏈接： https://www.lyshark.com/post/4acbc25e.html
版權聲明： 本博客所有文章除特別聲明外，均採用 BY-NC-SA 許可協議。轉載請註明出處！

文章作者：lyshark
文章出處：https://www.cnblogs.com/LyShark/p/17771226.html
本博客所有文章除特別聲明外，均採用 BY-NC-SA 許可協議。轉載請註明出處！
您的分享是我們最大的動力!

-Advertisement-
Play Games
更多相關文章
  • C語言 記憶體佈局
    GCC編譯 預處理->編譯->彙編->鏈接 預處理：頭⽂件包含、巨集替換、條件編譯、刪除註釋... 編譯：主要進⾏詞法、語法、語義分析等，檢查⽆誤後將預處理好的⽂件編譯成彙編⽂件... 彙編：將彙編⽂件轉換成 ⼆進位⽬標⽂件... 鏈接：將項⽬中的各個⼆進位⽂件+所需的庫+啟動代碼鏈接成可執⾏⽂件.. ...
  • IOI2018 werewolf 狼人 題解
    IOI2018 werewolf 狼人 題解 題目描述 省流： \(n\) 個點，\(m\) 條邊，\(q\) 次詢問，對於每一次詢問，給定一個起點 \(S\) 和終點 \(T\) ，能否找到一條路徑，前半程不能走 \(0\thicksim L-1\) 這些點，後半程不能走 \(R+1\thicks ...
  • 從一次Kafka宕機說起（JVM hang）
    基於java線上家政預約服務系統設計與實現,可適用於java家政服務系統，java預約家政系統，java線上家政系統，線上服務系統，社會家政系統，家政管理系統，家政服務平臺，家政更加服務平臺系統，家政管理系統等等； ...
  • Go反射終極指南：從基礎到高級全方位解析
    在本文中，我們將全面深入地探討Go語言的反射機制。從反射的基礎概念、為什麼需要反射，到如何在Go中實現反射，以及在高級編程場景如泛型編程和插件架構中的應用，本文為您提供一站式的學習指南。 關註【TechLeadCloud】，分享互聯網架構、雲服務技術的全維度知識。作者擁有10+年互聯網服務架構、AI ...
  • 【matplotlib 實戰】--散點圖
    散點圖，又名點圖、散佈圖、X-Y圖，是將所有的數據以點的形式展現在平面直角坐標繫上的統計圖表。 散點圖常被用於分析變數之間的相關性。如果兩個變數的散點看上去都在一條直線附近波動，則稱變數之間是線性相關的；如果所有點看上去都在某條曲線（非直線）附近波動，則稱此相關為非線形相關的；如果所有點在圖中沒有顯 ...
  • 7×24無人值守直播推流軟體開發實戰，一文為你揭開視頻推流的底層原理(附源碼)
    一、前言 你有看到過那種不間斷型的、迴圈播放視頻音樂的直播間嗎？或者那種直播播放電影的直播間？還有層出不窮的文章，類似如下標題： “如何搭建一個24小時不間斷的直播間？躺入xxxx元！” “24小時電影直播間，每天到賬xxx~xxxx，不出鏡副業，人人可做！” “50塊的雲伺服器直播推流讓我月入過千 ...
  • 告別空指針讓代碼變優雅，Optional使用圖文例子源碼解讀
    一、前言 我們在開發中最常見的異常就是NullPointerException，防不勝防啊，相信大家肯定被坑過！ 這種基本出現在獲取資料庫信息中、三方介面，獲取的對象為空，再去get出現！ 解決方案當然簡單，只需要判斷一下，不是空在去後續操作，為空返回！ 所有在JDK8時出現了專門處理的方案，出來很 ...
  • 後端開發工程師需要瞭解的資料庫知識
    作為一為 Java 開發工程師，寫數據的查詢 SQL 是必備的技能。在 日常生活中，是否統計過讀數據和寫數據的頻率。以來開發經驗來說，查詢數據的操作語言是多於寫數據的。 有的信息系統，數據只初始化一次，甚至是服務一輩子。 接觸過很多的 web 開發系統，都是為了管理數據而生存的。要產生數據，才能管理 ...
一周排行
    -Advertisement-
    Play Games
  • 移動開發（一）：使用.NET MAUI開發第一個安卓APP
    移動開發（一）：使用.NET MAUI開發第一個安卓APP 對於工作多年的C#程式員來說，近來想嘗試開發一款安卓APP，考慮了很久最終選擇使用.NET MAUI這個微軟官方的框架來嘗試體驗開發安卓APP，畢竟是使用Visual Studio開發工具，使用起來也比較的順手，結合微軟官方的教程進行了安卓 ...
  • wpf ToggleButton選中效果和一個登錄界面
    前言 QuestPDF 是一個開源 .NET 庫，用於生成 PDF 文檔。使用了C# Fluent API方式可簡化開發、減少錯誤並提高工作效率。利用它可以輕鬆生成 PDF 報告、發票、導出文件等。 項目介紹 QuestPDF 是一個革命性的開源 .NET 庫，它徹底改變了我們生成 PDF 文檔的方 ...
  • 彈幕樹洞項目功能新增篇
    項目地址 項目後端地址： https://github.com/ZyPLJ/ZYTteeHole 項目前端頁面地址： ZyPLJ/TreeHoleVue (github.com) https://github.com/ZyPLJ/TreeHoleVue 目前項目測試訪問地址： http://tree ...
  • 第27篇 sqlserver2022詳細安裝步驟
    話不多說，直接開乾 一.下載 1.官方鏈接下載： https://www.microsoft.com/zh-cn/sql-server/sql-server-downloads 2.在下載目錄中找到下麵這個小的安裝包 SQL2022-SSEI-Dev.exe，運行開始下載SQL server； 二. ...
  • .NET 開源高性能 MQTT 類庫
    前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
  • Serilog文檔翻譯系列（六） - 可用的接收器、增強器、格式化輸出
    Serilog支持多種接收器用於日誌存儲，增強器用於添加屬性，LogContext管理動態屬性，支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項，適用於不同需求。 ...
  • 警惕 Visual Studio 屬性求值副作用導致邏輯不符合預期
    目錄簡介獲取 HTML 文檔解析 HTML 文檔測試參考文章 簡介 動態內容網站使用 JavaScript 腳本動態檢索和渲染數據，爬取信息時需要模擬瀏覽器行為，否則獲取到的源碼基本是空的。 本文使用的爬取步驟如下： 使用 Selenium 獲取渲染後的 HTML 文檔 使用 HtmlAgility ...
  • [使用目前最新版]HybridCLR6.9.0+YooAsset2.2.4實現純C# Unity熱更新方案 (一)
    1.前言 什麼是熱更新 游戲或者軟體更新時，無需重新下載客戶端進行安裝，而是在應用程式啟動的情況下，在內部進行資源或者代碼更新 Unity目前常用熱更新解決方案 HybridCLR，Xlua，ILRuntime等 Unity目前常用資源管理解決方案 AssetBundles，Addressable， ...
  • 在 ASP.NET Core Web API 中使用操作篩選器統一處理通用操作
    本文章主要是在C# ASP.NET Core Web API框架實現向手機發送驗證碼簡訊功能。這裡我選擇是一個互億無線簡訊驗證碼平臺，其實像阿裡雲，騰訊雲上面也可以。 首先我們先去 互億無線 https://www.ihuyi.com/api/sms.html 去註冊一個賬號 註冊完成賬號後，它會送 ...
  • 第28篇 如何.net中實現高效可靠數據同步api
    通過以下方式可以高效，並保證數據同步的可靠性 1.API設計 使用RESTful設計，確保API端點明確，並使用適當的HTTP方法（如POST用於創建，PUT用於更新）。 設計清晰的請求和響應模型，以確保客戶端能夠理解預期格式。 2.數據驗證 在伺服器端進行嚴格的數據驗證，確保接收到的數據符合預期格 ...
所有分類