zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 2017-2018-1 20155222实验三 实时系统

    2017-2018-1 20155222实验三 实时系统

    1.学习使用Linux命令wc

    基于Linux Socket程序设计实现wc(1)服务器(端口号是你学号的后6位)和客户端
    客户端传一个文本文件给服务器
    服务器返加文本文件中的单词数
    上方提交代码
    附件提交测试截图,至少要测试附件中的两个文件

    2.使用多线程实现wc服务器并使用同步互斥机制保证计数正确

    上方提交代码
    下方提交测试
    对比单线程版本的性能,并分析原因

    linux socket编程常用函数

    • socket()
      我们使用系统调用socket()来获得文件描述符:

      #include<sys/types.h>
      #include<sys/socket.h>
      int socket(int domain,int type,int protocol);
      

      第一个参数domain设置为“AF_INET”。
      第二个参数是套接口的类型:SOCK_STREAM或
      SOCK_DGRAM。第三个参数设置为0。
      系统调用socket()只返回一个套接口描述符,如果出错,则返回-1。

    • bind()
      一旦你有了一个套接口以后,下一步就是把套接口绑定到本地计算机的某一个端口上。但如果你只想使用connect()则无此必要。
      下面是系统调用bind()的使用方法:

      #include<sys/types.h>
      #include<sys/socket.h>
      intbind(int sockfd,struct sockaddr*my_addr,int addrlen);
      

      第一个参数sockfd是由socket()调用返回的套接口文件描述符。
      第二个参数my_addr是指向数据结构sockaddr的指针。数据结构sockaddr中包括了关于你的地址、端口和IP地址的信息。
      第三个参数addrlen可以设置成sizeof(structsockaddr)。
      下面是一个例子:

      #include<string.h>
      #include<sys/types.h>
      #include<sys/socket.h>
      #define MYPORT 3490
      main()
      {
      int sockfd;
      struct sockaddr_inmy_addr;
      sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
      my_addr.sin_family=AF_INET;
      my_addr.sin_port=htons(MYPORT);
      my_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("132.241.5.10");
      bzero(&(my_addr.sin_zero),8);
      bind(sockfd,(struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(struct sockaddr));
      

      如果出错,bind()也返回-1。
      如果你使用connect()系统调用,那么你不必知道你使用的端口号。当你调用connect()时,它检查套接口是否已经绑定,如果没有,它将会分配一个空闲的端口。

    • connect()
      系统调用connect()的用法如下:

      #include<sys/types.h>
      #include<sys/socket.h>
      int connect(int sockfd,struct sockaddr* serv_addr,int addrlen);
      

      第一个参数还是套接口文件描述符,它是由系统调用socket()返回的。
      第二个参数是serv_addr是指向数据结构sockaddr的指针,其中包括目的端口和IP地址。
      第三个参数可以使用sizeof(structsockaddr)而获得。
      下面是一个例子:

      #include<string.h>
      #include<sys/types.h>
      #include<sys/socket.h>
      #define DEST_IP "132.241.5.10"
      #define DEST_PORT 23
      main()
      {
      intsockfd;
      structsockaddr_indest_addr;
      sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
      dest_addr.sin_family=AF_INET;
      dest_addr.sin_port=htons(DEST_PORT);
      dest_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DEST_IP);
      bzero(&(dest_addr.sin_zero),8);
      connect(sockfd,(structsockaddr*)&dest_addr,sizeof(struct sockaddr));
      

      同样,如果出错,connect()将会返回-1。

    • listen()
      如果你希望不连接到远程的主机,也就是说你希望等待一个进入的连接请求,然后再处理它们。这样,你通过首先调用listen(),然后再调用accept()来实现。
      系统调用listen()的形式如下:

      intl isten(int sockfd,int backlog);
      

      第一个参数是系统调用socket()返回的套接口文件描述符。
      第二个参数是进入队列中允许的连接的个数。进入的连接请求在使用系统调用accept()应答之前要在进入队列中等待。这个值是队列中最多可以拥有的请求的个数。大多数系统的缺省设置为20。你可以设置为5或者10。当出错时,listen()将会返回-1值。
      当然,在使用系统调用listen()之前,我们需要调用bind()绑定到需要的端口,否则系统内核将会让我们监听一个随机的端口。所以,如果你希望监听一个端口,下面是应该使用的系统调用的顺序:
      socket();
      bind();
      listen();

    • accept()
      系统调用accept()比较起来有点复杂。在远程的主机可能试图使用connect()连接你使用
      listen()正在监听的端口。但此连接将会在队列中等待,直到使用accept()处理它。调用accept()
      之后,将会返回一个全新的套接口文件描述符来处理这个单个的连接。这样,对于同一个连接
      来说,你就有了两个文件描述符。原先的一个文件描述符正在监听你指定的端口,新的文件描
      述符可以用来调用send()和recv()。
      调用的例子如下:

      #include<sys/socket.h>
      intaccept(intsockfd,void*addr,int*addrlen);
      

      第一个参数是正在监听端口的套接口文件描述符。第二个参数addr是指向本地的数据结构
      sockaddr_in的指针。调用connect()中的信息将存储在这里。通过它你可以了解哪个主机在哪个
      端口呼叫你。第三个参数同样可以使用sizeof(structsockaddr_in)来获得。
      如果出错,accept()也将返回-1。下面是一个简单的例子:

      #include<string.h>
      #include<sys/types.h>
      #include<sys/socket.h>
      #define MYPORT 3490
      #define BACKLOG 10
      main()
      {
      intsockfd,new_fd;
      structsockaddr_inmy_addr;
      structsockaddr_intheir_addr;
      intsin_size;
      sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
      my_addr.sin_family=AF_INET;
      my_addr.sin_port=htons(MYPORT);
      my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
      bzero(&(my_addr.sin_zero),8);
      
      bind(sockfd,(structsockaddr*)&my_addr,sizeof(structsockaddr));
      listen(sockfd,BACKLOG);
      sin_size=sizeof(structsockaddr_in);
      new_fd=accept(sockfd,&their_addr,&sin_size);
      

      下面,我们将可以使用新创建的套接口文件描述符new_fd来调用send()和recv()。

    • send() 和recv()
      系统调用send()的用法如下:

      int send(int sockfd,const void* msg,int len,int flags);
      

      第一个参数是你希望给发送数据的套接口文件描述符。它可以是你通过socket()系统调用返回的,也可以是通过accept()系统调用得到的。
      第二个参数是指向你希望发送的数据的指针。
      第三个参数是数据的字节长度。第四个参数标志设置为0。
      下面是一个简单的例子:

      char*msg="Beejwashere!";
      intlen,bytes_sent;
      ..
      len=strlen(msg);
      bytes_sent=send(sockfd,msg,len,0);
      ...
      

      系统调用send()返回实际发送的字节数,这可能比你实际想要发送的字节数少。如果返回的字节数比要发送的字节数少,你在以后必须发送剩下的数据。当send()出错时,将返回-1。
      系统调用recv()的使用方法和send()类似:
      int recv(int sockfd,void* buf,int len,unsigned int flags);
      第一个参数是要读取的套接口文件描述符。
      第二个参数是保存读入信息的地址。
      第三个参数是缓冲区的最大长度。第四个参数设置为0。
      系统调用recv()返回实际读取到缓冲区的字节数,如果出错则返回-1。
      这样使用上面的系统调用,你可以通过数据流套接口来发送和接受信息。

    • sendto() 和recvfrom()
      因为数据报套接口并不连接到远程的主机上,所以在发送数据包之前,我们必须首先给出目的地址,请看:

      int sendto(int sockfd,const void* msg,int len,unsigned int flags,conststruct sockaddr*to,inttolen);
      

      除了两个参数以外,其他的参数和系统调用send()时相同。
      参数to是指向包含目的IP地址和端口号的数据结构sockaddr的指针。
      参数tolen可以设置为sizeof(structsockaddr)。
      系统调用sendto()返回实际发送的字节数,如果出错则返回-1。
      系统调用recvfrom()的使用方法也和recv()的十分近似:

      int recvfrom(int sockfd,void* buf,int len,unsigned int flagsstruct sockaddr* from,int* fromlen);
      

      参数from是指向本地计算机中包含源IP地址和端口号的数据结构sockaddr的指针。
      参数fromlen设置为sizeof(struct sockaddr)。
      系统调用recvfrom()返回接收到的字节数,如果出错则返回-1。

    • close() 和shutdown()
      你可以使用close()调用关闭连接的套接口文件描述符:

      close(sockfd);
      

      这样就不能再对此套接口做任何的读写操作了。
      使用系统调用shutdown(),可有更多的控制权。它允许你在某一个方向切断通信,或者切断双方的通信:
      int shutdown(int sockfd,int how);
      第一个参数是你希望切断通信的套接口文件描述符。第二个参数how值如下:
      0—Furtherreceivesaredisallowed
      1—Furthersendsaredisallowed
      2—Furthersendsandreceivesaredisallowed(likeclose())
      shutdown()如果成功则返回0,如果失败则返回-1。

    服务器:

    #include "time.h"
    #include<stdlib.h>
    #include<pthread.h>
    #include<sys/socket.h>
    #include<sys/types.h>       //pthread_t , pthread_attr_t and so on.
    #include<stdio.h>
    #include<netinet/in.h>      //structure sockaddr_in
    #include<arpa/inet.h>       //Func : htonl; htons; ntohl; ntohs
    #include<assert.h>          //Func :assert
    #include<string.h>          //Func :memset
    #include<unistd.h>          //Func :close,write,read
    #define SOCK_PORT 13222
    #define BUFFER_LENGTH 1024
    #define MAX_CONN_LIMIT 512     //MAX connection limit
    struct sockaddr_in s_addr_client;
    itoa(int n,char str[64]);
    static void Data_handle(void * sock_fd);   //Only can be seen in the file
    int main()
    {
        int sockfd_server;
        int sockfd;
        int fd_temp;
        struct sockaddr_in s_addr_in;   
        int client_length;
    
        sockfd_server = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);  //ipv4,TCP
        assert(sockfd_server != -1);
    
        //before bind(), set the attr of structure sockaddr.
        memset(&s_addr_in,0,sizeof(s_addr_in));
        s_addr_in.sin_family = AF_INET;
        s_addr_in.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);  //trans addr from uint32_t host byte order to network byte order.
        s_addr_in.sin_port = htons(SOCK_PORT);          //trans port from uint16_t host byte order to network byte order.
        fd_temp = bind(sockfd_server,(struct sockaddr *)(&s_addr_in),sizeof(s_addr_in));
        if(fd_temp == -1)
        {
            fprintf(stderr,"bind error!
    ");
            exit(1);
        }
    
        fd_temp = listen(sockfd_server,MAX_CONN_LIMIT);
        if(fd_temp == -1)
        {
            fprintf(stderr,"listen error!
    ");
            exit(1);
        }
    
        while(1)
        {
            printf("waiting for new connection...
    ");
            pthread_t thread_id;
            client_length = sizeof(s_addr_client);
    
            //Block here. Until server accpets a new connection.
            sockfd = accept(sockfd_server,(struct sockaddr *)(&s_addr_client),(socklen_t *)(&client_length));
            if(sockfd == -1)
            {
                fprintf(stderr,"Accept error!
    ");
                continue;                               //ignore current socket ,continue while loop.
            }
            printf("A new connection occurs!
    ");
            pthread_create(&thread_id,NULL,(void *)(&Data_handle),(void *)(&sockfd));
    	pthread_join(thread_id,NULL);
        }
    
        //Clear
        int ret = shutdown(sockfd_server,SHUT_WR); //shut down the all or part of a full-duplex connection.
        assert(ret != -1);
    
        printf("Server shuts down
    ");
        return 0;
    }
    
    static void Data_handle(void * sock_fd)
    {
        int fd = *((int *)sock_fd);
        int i_recvBytes;
        int i,count=0;
        char buffer[1024];
        char data_send[64]="hello";
    
    	
         //char * data_send = "Server has received your request!
    ";
    	//strcat(data_send,inet_ntoa(s_addr_client.sin_addr));
    //	puts(s_addr_client.sin_addr)
    	//strcat(data_send,"
    20155222
    ");
     while(1)
        {
            printf("waiting for request...
    ");
            //Reset data.
            //memset(data_recv,0,BUFFER_LENGTH);
    	// write(fd,data_send,strlen(data_send));
            while((i_recvBytes = read(fd,buffer,1024))>0)
            {
                 	//count=0;
    		int flag = 0;
    	//	printf("%d
    ",i_recvBytes);
    	//	printf("%s
    ",buffer);
    		for(i=0;i<i_recvBytes;i++)
    		{
    			if(flag==0){
    			switch(buffer[i]){
    			case ' ':
    				count++;
    				break;
    			case '
    ':
    				count++;
    				break;
    			case '
    ':
    				count++;
    				break;
    			}
    			}
    			if(buffer[i]==' '||buffer[i]=='
    '||buffer[i]=='
    ')flag=1;
    			else flag=0;
    		}
    		/*
    		for(i=0;i<i_recvBytes;i++)
    		if((buffer[i]==' '||buffer[i]==10)&&((buffer[i-1]>='A'&&buffer[i-1]<='Z')||(buffer[i-1]>='a'&&buffer[i-1]<='z')))
                  	{
    			count++;
    			break;
    		}
    		i--;
    		  for(;i<i_recvBytes;i++)
                    if((buffer[i]==' '||buffer[i]=='('||buffer[i]=='	'||buffer[i]=='
    ')&&((buffer[i+1]>='A'&&buffer[i+1]<='Z')||(buffer[i+1]>='a'&&buffer[i+1]<='z')))
                    */
    		//for(i=0;i<i_recvBytes;i++)
    		//if(buffer[i]==' '||buffer[i]=='
    '||buffer[i]=='	')
    	//	count++;
    		bzero(buffer,1024);
    		//printf("%d
    ",count);
            }
            //printf("fffaff
    ");
    
    	write(fd,data_send,strlen(data_send));
            /*while((i_recvBytes = read(fd,buffer,1024))>0)
    	{
    	//	puts(buffer);
    		for(i=0;i<i_recvBytes;i++)
    		if(buffer[i]!=' '&&buffer[i]!='
    ')
    		count++;
    	}
    	printf("a");*/
            /*if(i_recvBytes == 0)
            {
                printf("Maybe the client has closed
    ");
                break;
            }
            if(i_recvBytes == -1)
            {
                fprintf(stderr,"read error!
    ");
                break;
            }
            if(strcmp(data_recv,"quit")==0)
            {
                printf("Quit command!
    ");
                break;                           //Break the while loop.
            }*/
           // printf("read from client : %s
    ",data_recv);
    	//printf("%d",count);
    	bzero(data_send,64);
    	itoa(count,data_send);
    	puts(data_send);
            if(write(fd,data_send,strlen(data_send)+1) == -1)
            {
               printf("send failure"); 
    	   break;
            }
    	time_t timep;
       	time (&timep);
       	break;
    	/*if(write(fd,ctime(&timep),strlen(ctime(&timep))) == -1)
            {
                break;
            }*/
    	
        }
    
        //Clear
        printf("terminating current client_connection...
    ");
        close(fd);            //close a file descriptor.
        pthread_exit(NULL);   //terminate calling thread!
    }
    itoa(int n,char str[64])
    {
            int i=0,len;
            char temp;
            
            while(n>10)
            {
                    str[i]=n%10+48;
        //            printf("%d,%c
    ",n,str[i]);
                    n/=10;
                    i++;
            }
    
            str[i]=n+48;
            
            len=strlen(str);
            for(i=0;i<len/2;i++)
            {
                    temp=str[i];
                    str[i]=str[len-i-1];
                    str[len-i-1]=temp;
            }
    }
    

    客户端:

    #include<stdlib.h>
    #include<sys/socket.h>
    #include<sys/types.h>       //pthread_t , pthread_attr_t and so on.
    #include<stdio.h>
    #include<netinet/in.h>      //structure sockaddr_in
    #include<arpa/inet.h>       //Func : htonl; htons; ntohl; ntohs
    #include<assert.h>          //Func :assert
    #include<string.h>          //Func :memset
    #include<unistd.h>          //Func :close,write,read
    #define SOCK_PORT 13225
    #define BUFFER_LENGTH 1024
    int main()
    {
        int sockfd;
        int tempfd;
        FILE *fp=NULL;
        struct sockaddr_in s_addr_in;
        char data_send[BUFFER_LENGTH]="aa";
        char data_recv[BUFFER_LENGTH];
        memset(data_send,0,BUFFER_LENGTH);
        memset(data_recv,0,BUFFER_LENGTH);
    
        sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);       //ipv4,TCP
        if(sockfd == -1)
        {
            fprintf(stderr,"socket error!
    ");
            exit(1);
        }
    
        //before func connect, set the attr of structure sockaddr.
        memset(&s_addr_in,0,sizeof(s_addr_in));
        s_addr_in.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");      //trans char * to in_addr_t
        s_addr_in.sin_family = AF_INET;
        s_addr_in.sin_port = htons(SOCK_PORT);
    
        tempfd = connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&s_addr_in),sizeof(s_addr_in));
        if(tempfd == -1)
        {
            fprintf(stderr,"Connect error! 
    ");
            exit(1);
        }
    
        while(1)
        {
            if((fp=fopen("test2.txt","r"))==NULL)
    	{
    		printf("file no found");
    		break;
    	}
    	char buffer[1024]="";
    	printf("Please input something you wanna say(input "quit" to quit):
    ");
            //scanf("%s",&data_send);
    	int ret;     
       //scanf("%[^
    ]",data_send);         //or you can also use this
    	fseek(fp,0,SEEK_END);
    	int len = ftell(fp);
    	rewind(fp);
    	//printf("%ld
    ",len);
    	while(1)
            {
    //	len-=1024;
    //printf("%d
    ",len);
    
    	if(len<=0)
    	break;
    	ret=fgets(buffer,1024,fp);
    //	printf("%d
    ",ret);
    //		printf("%s",buffer);
    //		printf("bbb
    ");
    		tempfd = write(sockfd,buffer,strlen(buffer));
    //		printf("%d
    ",tempfd);
            	if(tempfd<=0)
            	{
                		printf("error
    ");
                		break;
            	}
    	len-=strlen(buffer);
    	bzero(buffer,1024);
    
    	}
    	//fread(buffer,1,len,fp);
    	//write(sockfd,buffer,strlen(buffer));
    	printf("finish send
    ");
    	if(shutdown(sockfd,1)==1)
    	printf("shutdown writting");
            if(strcmp(data_send,"quit") == 0)  //quit,write the quit request and shutdown client
            {
                break;
            }
            else
            while(1){
                tempfd = read(sockfd,data_recv,BUFFER_LENGTH);
                if(tempfd<=0)
    		exit(0);
    		//assert(tempfd != -1);
                printf("%s
    ",data_recv);
                memset(data_send,0,BUFFER_LENGTH);
                memset(data_recv,0,BUFFER_LENGTH);
            }
        }
    
        int ret = shutdown(sockfd,SHUT_WR);       //or you can use func close()--<unistd.h> to close the fd
        assert(ret != -1);
        return 0;
    }
    
  • 相关阅读:
    English,The Da Vinci Code, Chapter 23
    python,meatobject
    English,The Da Vinci Code, Chapter 22
    English,The Da Vinci Code, Chapter 21
    English,The Da Vinci Code, Chapter 20
    English,The Da Vinci Code, Chapter 19
    python,xml,ELement Tree
    English,The Da Vinci Code, Chapter 18
    English,The Da Vinci Code, Chapter 17
    English,The Da Vinci Code, Chapter 16
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/20155222lzj/p/7859850.html
Copyright © 2011-2022 走看看