2017-2018-1 20155216 实验三：并发程序

2017-2018-1 20155216 实验三：并发程序

实验三-并发程序-1

实验要求：

学习使用Linux命令wc(1)

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

wc命令的学习

wc即word count

使用实例：

-c 统计字节数

-l 统计行数

-m 统计字符数。这个标志不能与 -c 标志一起使用

-w 统计字数。一个字被定义为由空白、跳格或换行字符分隔的字符串

-L 打印最长行的长度

-help 显示帮助信息

--version 显示版本信息

wc统计字符命令的C语言实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int *getCharNum(char *filename, int *totalNum);
int main()
{
    char filename[30];      // totalNum[0]: 总行数  totalNum[1]: 总字符数  totalNum[2]: 总单词数
    int totalNum[3] = {0, 0, 0};
    printf("Input file name: ");
    scanf("%s", filename);
    if(getCharNum(filename, totalNum))
    {
        printf("Total: %d lines, %d words, %d chars
", totalNum[0], totalNum[2], totalNum[1]);
    }
    else
    {
        printf("Error!
");
    }
    return 0;
}
int *getCharNum(char *filename, int *totalNum)
{
    FILE *fp;  // 指向文件的指针
    char buffer[1003];  //缓冲区，存储读取到的每行的内容
    int bufferLen;  // 缓冲区中实际存储的内容的长度
    int i;  // 当前读到缓冲区的第i个字符
    char c;  // 读取到的字符
    int isLastBlank = 0;  // 上个字符是否是空格
    int charNum = 0;  // 当前行的字符数
    int wordNum = 0; // 当前行的单词数
    if( (fp=fopen(filename, "rb")) == NULL )
    {
        perror(filename);
        return NULL;
    }
    printf("line   words  chars
");      // 每次读取一行数据，保存到buffer，每行最多只能有1000个字符
    while(fgets(buffer, 1003, fp) != NULL)
    {
        bufferLen = strlen(buffer);         // 遍历缓冲区的内容
        for(i=0; i<bufferLen; i++)
        {
            c = buffer[i];
            if( c==' ' || c=='	')
            {  // 遇到空格
                !isLastBlank && wordNum++;  // 如果上个字符不是空格，那么单词数加1
                isLastBlank = 1;
            }
            else if(c!='
'&&c!='
')
            {  // 忽略换行符
                charNum++;  // 如果既不是换行符也不是空格，字符数加1
                isLastBlank = 0;
            }
        }
        !isLastBlank && wordNum++;  // 如果最后一个字符不是空格，那么单词数加1
        isLastBlank = 1;  // 每次换行重置为1          // 一行结束，计算总字符数、总单词数、总行数
        totalNum[0]++;  // 总行数
        totalNum[1] += charNum;  // 总字符数
        totalNum[2] += wordNum;  // 总单词数
        printf("%-7d%-7d%d
", totalNum[0], wordNum, charNum);         // 置零，重新统计下一行
        charNum = 0;
        wordNum = 0;
        }
        return totalNum;
}

实现结果：

实现wc服务器

基于C语言实现，将代码整合至socket中。

服务器接受文件与读取文件关键代码：

int main(int argc, char *argv[])  
{  
    // 设置输出缓冲  
    setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);  
    fflush(stdout);  
  
    int sockfd,new_fd;  
    struct sockaddr_in server_addr;  
    struct sockaddr_in client_addr;  
    int sin_size,portnumber;  
    char hello[]="Hello! Are You Fine?
";  
  
    if((portnumber=atoi("155216"))<0)  
    {  
        fprintf(stderr,"Usage:%s portnumbera
",argv[0]);  
        exit(1);  
    }  
  
    /* 服务器端开始建立socket描述符 */  
    if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1) {  
        fprintf(stderr,"Socket error:%s
a",strerror(errno));  
        exit(1);  
    }  
  
    /* 服务器端填充 sockaddr结构  */  
    bzero(&server_addr,sizeof(struct sockaddr_in));  
    server_addr.sin_family=AF_INET;  
    server_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);  
    server_addr.sin_port=htons(portnumber);  
  
    /* 捆绑sockfd描述符  */  
    if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1) {  
        fprintf(stderr,"Bind error:%s
a",strerror(errno));  
        exit(1);  
    }  
  
    /* 监听sockfd描述符  */  
    if(listen(sockfd,5)==-1) {  
        fprintf(stderr,"Listen error:%s
a",strerror(errno));  
        exit(1);  
    }  
  
    while(1)  
    {  
        fprintf(stderr, "server is listening!
");  
  
        /* 服务器阻塞,直到客户程序建立连接  */  
        sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);  
        if( ( new_fd = accept(sockfd,(struct sockaddr *)(&client_addr),(socklen_t*)&sin_size ) ) == -1) {  
            fprintf(stderr,"Accept error:%s
a",strerror(errno));  
            exit(1);  
        }  
  
        fprintf(stderr,"Server get connection from %s
",  
            inet_ntoa(client_addr.sin_addr));  
        if(write(new_fd,hello,strlen(hello))==-1) {  
            fprintf(stderr,"Write Error:%s
",strerror(errno));  
            exit(1);  
        }  
  
        long int read_size = 0;  
        unsigned long file_len  = 0;  
        int order_id  = 0;  
        char file_name[128] = {''};  
        char file_info[1024] = {''};  
  
        // 读取指令  
        printf("

Waiting for read file info!
");  
        int nn = 0;  
        if(nn = read(new_fd, file_info, 1024))   
        {  
            // 指令ID  
            int id_h = (int)file_info[0]<<8;  
            order_id = id_h + (int)file_info[1];  
  
            // 文件长度  
            // 高16位  
            unsigned long len_hig_1 = 0;  
            memcpy(&len_hig_1, &file_info[2], sizeof(file_info[2]));  
  
            unsigned long len_hig_2 = 0;  
            memcpy(&len_hig_2, &file_info[3], sizeof(file_info[3]));  
  
            unsigned long len_hig = len_hig_1 * 256 + len_hig_2;  
  
            // 低16位  
            unsigned long len_low_1 = 0;  
            memcpy(&len_low_1, &file_info[4], sizeof(file_info[4]));  
  
            unsigned long len_low_2 = 0;  
            memcpy(&len_low_2, &file_info[5], sizeof(file_info[5]));  
  
            int len_low = len_low_1 * 256 + len_low_2;  
            file_len = len_hig * 256 * 256 + len_low;  
  
            // 文件名称  
            strncpy(file_name, &file_info[6], strlen(&file_info[6]));  
  
            printf("order = %d, %lu, %s
", order_id, file_len, file_name);  
  
            if((strlen(file_name) == 0) || (file_len == 0))  
            {  
                printf("Read file info error!
 File_name or file_len is zero!
");  
                close(new_fd);  
                continue;  
            }  
        }  
        else {  
            printf("Read file info error!
");  
            close(new_fd);  
            close(sockfd);  
            exit(0);  
        }  
  
        // 写入文件  
        printf("

Waiting for read file content!
");  
        FILE* pf = fopen(file_name, "wb+");  
        if(pf == NULL)  
        {  
            printf("Open file error!
");  
            close(new_fd);  
            continue;  
        }

客户端传输文件关键代码：

int main(int argc, char *argv[])  
{  
    if(argc < 2)  
    {  
        printf("please input:<ip> <port> <filePath>.
");  
        return 0;  
    }  
  
        // 设置输出缓冲  
        setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);  
        fflush(stdout);  
  
    char* filePath = argv[3];  
    if(access(filePath, F_OK) != 0)  
    {  
        printf("file not existed!
");  
        return 0;  
    }  
  
        int sockfd;  
        char buff[1024] = {''};  
        struct sockaddr_in server_addr;  
        struct hostent *host;  
        int portnumber,nbytes;  
  
    const char* ip = argv[1];  
        if((host=gethostbyname(ip))==NULL)  
        {  
                fprintf(stderr,"Gethostname error
");  
                exit(1);  
        }  
  
    const char* port = argv[2];  
        if((portnumber=atoi(port))<0)  
        {  
                fprintf(stderr,"Usage:%s hostname portnumbera
",argv[0]);  
                exit(1);  
        }  
  
        /* 客户程序开始建立 sockfd描述符  */  
        if((sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1)  
        {  
                fprintf(stderr,"Socket Error:%sa
",strerror(errno));  
                exit(1);  
        }  
  
        /* 客户程序填充服务端的资料       */  
        bzero(&server_addr,sizeof(server_addr));  
        server_addr.sin_family=AF_INET;  
        server_addr.sin_port=htons(portnumber);  
        server_addr.sin_addr=*((struct in_addr *)host->h_addr);  
  
        /* 客户程序发起连接请求         */  
        if(connect(sockfd,(struct sockaddr *)(&server_addr),sizeof(struct sockaddr))==-1)  
        {  
                fprintf(stderr,"Connect Error:%sa
",strerror(errno));  
                exit(1);  
        }  
  
        /* 连接成功了           */  
        if((nbytes=read(sockfd,buff,1024))==-1)  
        {  
                fprintf(stderr,"Read Error:%s
",strerror(errno));  
                exit(1);  
        }  
        buff[nbytes]='';  
        printf("I have received:%s
",buff);  
  
    /******* 发送指令 ********/  
    bzero(buff,1024);  
    // 指令ID  
    int order = 0x0010;  
    int order_h = order >> 8;  
    buff[0] = (char)order_h;  
    buff[1] = (char)order;  
  
    // 文件长度  
    unsigned long len = get_file_size(filePath);  
    printf("file size = %lu
", len);  
  
    // 高16位  
    int len_h = len >> 16;  
    int len_h_1 = len_h >> 8;  
    buff[2] = (char)len_h_1;  
    buff[3] = (char)len_h;  
  
    // 低16位  
    int len_l = len;  
    int len_l_1 = len_l >> 8;  
    buff[4] = (char)len_l_1;  
    buff[5] = (char)len_l;  
  
    // 文件名称  
    char* fileName = get_file_name(filePath);  
    printf("file name = %s
", fileName);  
    strncpy(&buff[6], fileName, strlen(fileName));  
  
    write(sockfd,buff,1024);      
      
    /******* 发送文件 ********/  
    printf("file path = %s
", filePath);  
    FILE* pf = fopen(filePath, "rb");  
    if(pf == NULL) {  
        printf("open file failed!
");  
        exit(0);  
    }

实现结果（test1测试用例）：

实现结果（test2测试用例）：

实验三-并发程序-2

实验要求：

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

对比单线程版本的性能，并分析原因

多线程实现wc服务器

实现结果（同时对test1和test2测试）：

基于多线程服务器的实现，可使多个客户端同时与服务器实现文件传输与结果反馈。

实验三-并发程序-3

实验要求：

交叉编译多线程版本服务器并部署到实验箱中

PC机作客户端测试wc服务器

未实现

实验箱与实验主机ping不通。