【C-实践】一对一的远程通信（tcp+epoll）

server/2024/10/22 15:32:23/

技术


使用tcp+epoll实现的远程通信



功能


  • 服务器只能与单一的客户端进行信息交互
  • 如果服务器连接了多个客户端，由于是单一进程无法同时对多个客户端回复，但可以群发信息


启动


启动服务器

1、在bin目录下生成可执行文件

w@Ubuntu20:bin $ gcc ../src/*.c -o server

2、启动服务器

w@Ubuntu20:bin $ ./server ../conf/server.conf

启动客户端

1、在客户端的目录下生成可执行文件

w@Ubuntu20:Chat3_client $ gcc client.c -o client

2、启动客户端

w@Ubuntu20:Chat3_client $ ./client 192.168.160.129 2000


服务器


目录设计

w@Ubuntu20:Chat3_server $ tree
.
├── bin
│   └── server
├── conf
│   └── server.conf
├── include
│   └── tcp.h
└── src├── interact.c├── server.c└── tcp_init.c4 directories, 6 files


配置文件 server.conf

存放ip地址和port端口，自行更改

192.168.160.129
2000


头文件

#ifndef __TPC_H__
#define __TPC_H__//检查命令行参数个数
#define ARGS_CHECK(argc, num) { if (argc != num) {\fprintf(stderr, "Args error!\n"); return -1; }}//检查系统调用返回值是否合法，非法报错退出
#define ERROR_CHECK(ret, num, msg) { if (ret == num) {\perror("msg");  return -1;  } }//输入：配置文件（服务器的ip地址，端口号）
//输出：绑定了服务器ip和端口的，正在监听的套接字
int tcp_init(char *conf);//服务端与客户端的交互
int interact_cli(int sfd);#endif


源文件

主程序 server.c

#include "../include/tcp.h"
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[])
{//命令行参数：配置文件ARGS_CHECK(argc, 2);//得到一个已绑定服务器ip和port的，正在监听的，tcp类型套接字int sfd = tcp_init(argv[1]);if (-1 == sfd) {return -1;}printf("The server is listening...\n");//与客户端交互，用epoll管理所有文件描述符interact_cli(sfd);//关闭服务器套接字close(sfd);printf("The server is closed!\n");return 0;
}


初始化服务器套接字 tcp_init.c

#include "../include/tcp.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>#include <arpa/inet.h>//输入：配置文件(服务器的ip地址，端口号)
//输出：绑定了服务器ip和端口的，正在监听的套接字
int tcp_init(char *conf)
{//从配置文件中读取服务器的ip和端口FILE* fp = fopen(conf, "r"); char ip[128] = {0};char port[128] = {0};fscanf(fp, "%s%s", ip, port);printf("ip = %s, port = %s\n", ip, port);fclose(fp);//生成一个tcp类型的套接字int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);ERROR_CHECK(sfd, -1, "ser_socket");//将套接口设置为可重用, 不用再等待重启时的TIME_WAIT时间int reuse = 1;setsockopt(sfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse));//给套接字绑定服务端ip和portstruct sockaddr_in serverAddr;memset(&serverAddr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));serverAddr.sin_family = AF_INET;serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);serverAddr.sin_port = htons(atoi(port));int ret = bind(sfd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));ERROR_CHECK(ret, -1, "ser_bind");//将套接字设为监听模式，并指定最大监听数（全连接队列的大小）ret = listen(sfd, 10); ERROR_CHECK(ret, -1, "ser_listen");return sfd;
}


与客户端的交互文件 interact.c

#include "../include/tcp.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>//接受所有客户端的信息，并显示在终端
//将信息发送给所有客户端
int interact_cli(int sfd)
{/* //得到一个客户端套接字，用于通信 *//* int cfd = accept(sfd, NULL, NULL); *//* ERROR_CHECK(cfd, -1, "accept"); */int ret = -1;//使用epoll管理所有文件描述符int epfd = epoll_create(1);//将读事件注册进epfdstruct epoll_event event;memset(&event, 0, sizeof(event));event.events = EPOLLIN;//将标准输入添加进epfdevent.data.fd = STDIN_FILENO;ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, STDIN_FILENO, &event);ERROR_CHECK(ret, -1, "epoll_add_stdin");//将sfd添加进epfdevent.data.fd = sfd;ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, sfd, &event);ERROR_CHECK(ret, -1, "epoll_add_sfd");char buf[128] = {0};//读写缓冲区int readyFdNum = 0;//就绪的文件描述符数量struct epoll_event evs[2]; //epoll_wait等待数组的大小int newfd = 0;//客户端的套接字//epoll等待就绪的文件描述符while (1) {readyFdNum = epoll_wait(epfd, evs, 2, -1);ERROR_CHECK(readyFdNum, -1, "epoll_wait");for (int i = 0; i < readyFdNum; ++i) {//标准输入就绪，发消息给客户端if (evs[i].data.fd == STDIN_FILENO) {memset(buf, 0, sizeof(buf));ret = read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf) - 1);ERROR_CHECK(ret, -1, "read");/* //给最后一个连接的客户端发消息 *//* send(newfd, buf, strlen(buf) - 1, 0); *///群发消息给客户端//最小的客户端套接字是4//0-标准输入，1-标准输出，2-标准错误输出，3-sfdfor (int i = 4; i <= newfd; ++i) {send(i, buf, strlen(buf) - 1, 0);}}//服务端套接字就绪，有新的客户端申请连接//将其加入进epfdelse if (evs[i].data.fd == sfd) {//newfd指向最后一个客户端套接字//每次accept都会更新newfdnewfd = accept(sfd, NULL, NULL);event.data.fd = newfd;ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, newfd, &event);ERROR_CHECK(ret, -1, "epoll_add_newfd");}//客户端套接字就绪，读取并打印在终端else  {memset(buf, 0, sizeof(buf));//接受信息，如果收不到信息，表示客户端断开ret = recv(evs[i].data.fd, buf, sizeof(buf) - 1, 0);ERROR_CHECK(ret, -1, "recv");if (0 == ret) {//对端已断开, 退出监听printf("client exit!\n");close(evs[i].data.fd);return 0;}//将信息输出在终端printf("cli: %s\n", buf);}}}return 0;
}




客户端

client.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>//检查命令行参数个数                                          
#define ARGS_CHECK(argc, num) { if (argc != num) {\fprintf(stderr, "Args error!\n"); return -1; }}//检查函数返回值是否合法，非法报错退出
#define ERROR_CHECK(ret, num, msg) { if (ret == num) {\perror("msg");  return -1;  } }//输入：服务端的ip，和port
//输出：连接到服务端的套接字
int tcp_connect(char *ip, char *port)
{//创建一个tcp类型的套接字int sfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);ERROR_CHECK(sfd, -1, "cli_socket");struct sockaddr_in serverAddr;memset(&serverAddr, 0, sizeof(serverAddr));serverAddr.sin_family = AF_INET;serverAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);serverAddr.sin_port = htons(atoi(port));//用套接字连接服务器int ret = connect(sfd, (struct sockaddr*)&serverAddr, sizeof(serverAddr));ERROR_CHECK(ret, -1, "connect");return sfd;
}//与服务端交互
int interact_sfd(int sfd)
{//定义一个读操作集合fd_set rdset;FD_ZERO(&rdset);char buf[128] = {0};//读写缓冲区int ret = -1;while (1) {//每次select前，重置读集合，因为select会修改读集合（将未就绪的文件描述符置为0）FD_SET(STDIN_FILENO, &rdset);FD_SET(sfd, &rdset);//select阻塞在此，等待集合中任意一个文件描述符就绪后，解除阻塞//select接触阻塞后，找就绪的文件描述符，需要遍历集合（位图）去找ret = select(sfd + 1, &rdset, NULL, NULL, NULL);ERROR_CHECK(ret, -1, "select");//服务端套接字就绪，表示服务端有数据到来，接收并打印在终端if (FD_ISSET(sfd, &rdset)) {memset(buf, 0, sizeof(buf));ret = recv(sfd, buf, sizeof(buf) - 1, 0);if (0 == ret) {//服务端已关闭printf("server exit\n");            return -1;}printf("ser: %s\n", buf);}//标准输入就绪，接收并发送给服务端if (FD_ISSET(STDIN_FILENO, &rdset)) {memset(buf, 0, sizeof(buf));read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf) - 1);send(sfd, buf, strlen(buf) - 1, 0);}}
}int main(int argc, char *argv[])
{//参数：服务器的ip和端口ARGS_CHECK(argc, 3);//得到一个可以与服务端通信的套接字int sfd = tcp_connect(argv[1], argv[2]);printf("Already connect the server(ip: %s, port: %s)\n", argv[1], argv[2]);//与服务器交互interact_sfd(sfd);//关闭套接字，断开与服务器的连接close(sfd);/* printf("Connection closed!\n"); */return 0;
}

http://www.ppmy.cn/server/112017.html

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