一、案例

C++跨平臺開發——關于解決SOCKET網絡編程中客戶端對聊的問題

二、實現分析

1、為什么服務器開啟線程而不是進程？

????????線程的開銷小，啟動快，共享數據（不需要ipc就可以實現交互），所以一個線程一個客戶端（實際上效率提升將近10倍）。

2、創建線程的時候傳accepfd的原因

????????accepfd記錄客戶端，客戶端每上線一個就覆蓋一個accepfd，第一個accepfd就沒了，利用值傳參并保存下來。線程永遠都停留在死循環內，保存下來的fd就不會被替換掉。（知道客戶端下線）

3、自定義通信協議

????????創新頭文件寫入請求頭和請求體

4、客戶端如何發送數據

錯誤1：

????????客戶端連接上后在while循環中直接發出請求、接收數據（write 、 read）

錯誤分析：

????????read（阻塞函數）用來接收服務器返回來的結果，但如果服務器處理某個業務要花費很長時間，網絡很慢、數據很長，read就不能及時返回，卡了半小時還沒有回復。就會導致write發送完請求，然后進行read沒有收到結果，就不能繼續write（write 、 read相互制約）

????????write 完不一定就必須立刻read（就好像打游戲的時候你掛機（沒有write），但是依然會接收到服務器發回來的界面數據）

????????所以對于客戶端來說就需要讓write 和read同時存在，并且同時運行——創建讀、寫兩個線程并進行傳參

注意：

????????創建線程不能寫在死循環里面，但如果沒有死循環也是錯的。

????????如果加上循環變成循環開啟讀寫線程，造成電腦卡死；如果不在死循環內，創建線程完直接走到return ，導致main中的子進程結束，因為線程包含在進程當中（共享進程開辟的cpu、內存等資源），線程自然也消失了。（即進程沒了線程就沒了）——再次驗證了進程是資源分配的基本單位，線程共享進程的所有資源。

????????所以客戶端連接上必須開啟死循環

技巧：一旦到了線程執行函數就開啟死循環

寫線程函數體部分：結構體在內存中以什么樣的形式存放？

以字節的形式存放。（如果是字符，只能存char類型，沒有什么字符可以表示結構體），字節的長度用sizeof求得，如果用strlen就會導致客戶端收不到服務器發送的消息

結構體還遵循內存對齊的原則，連續存放

怎么把兩個結構體（用戶、請求頭）一起往外發？

創建一個buf數組來動態獲取結構體的長度（不定長，根據業務情況）

注意：

以下這樣調用memcpy會將前面的數據進行覆蓋，要利用指針的偏移計算

指針的偏移計算：

前面拷貝的是一個head結構體，buf從首元素開始，偏移整個head，將之前拷貝的數據跨過去，找到沒有數據的那個地址再進行拷貝user（如圖）

使得能正好存下兩個結構體的大小，節省空

注意：

沒有必要再創建一個結構體放請求頭和請求體，因為不同的業務有不同的長度，導致長度不能確定，如果你按照最大的業務長度來計算，而這些業務你又可能用不到，就會浪費空間（就像你打開qq客戶端，不能保證你會用到里面所有的業務，可能就只進行聊天或者說開了100k的空間只存放了50字節）

5、服務器如何接收數據？

讀的時候先讀請求頭

錯誤2：

?錯誤分析：

????????上圖中類型和長度分別對應 1、 40是正確的。但是后面一堆數據是有問題的，因為在服務器這邊僅僅只接收了請求頭， 后面的數據還沒有接收到就一直死循環打印

注意：

????????Socket通信中，存放的數據被讀走就沒了，沒被讀走的那部分還是保留在Socket中，那么這個時候還會觸發read,就打印了出來。所以接下來判斷是什么業務的時候還要繼續讀Socket剩下部分（用戶信息）

????????接著讀多少長度是根據業務長度，而不是直接利用sizeof(USERINFO)，僅有當創建的緩沖區跟sizeof(USERINFO)一樣大的情況下才不會出現問題，否則哪怕就丟了一個字節也不行。

????????一方面，保證接收的剛剛好，另一方面，按照業務長度進行驗證（安全），發多少收多少，還可以根據read的返回值判斷接收是否成功，如果數據丟了，返回的res一定比給定長度小，如果發多了（粘包），也不會接收多余沒用的數據（告訴我長度20個字節，卻發了25個字節，后面5個字節不會接收，服從客戶端的要求）。

服務器判斷如果進行登錄業務的話，就進行驗證并加入在線用戶的容器

發送結果——反饋是否操作成功——客戶端添加并讀取反饋

寫線程怎么知道讀線程的數據？?

聊天之前要先判斷登錄是否成功（客戶端讀線程），登錄成功才開始聊天（客戶端寫線程）——設置全局變量進行判斷

接著定義聊天結構體，定義請求頭，并拷貝數據

技巧：

在寫read和write的時候一定要記得帶上返回值，利用返回值來查看，至少可以避免一端的問題。

處理業務時，讀取完數據后先進行判斷，可以先做打印測試

服務器這邊的聊天業務怎么處理？

Map容器怎么通過key來查找值？

1、Find????????2、[]

錯誤3：

錯誤分析：

圖中服務器端打印的onlineMap[sev_chat.recvID] = 0，即查不到要接受者的id，所以map容器第一個參數不能定義成char*指針類型（地址），因為服務器操作針對所有的客戶端，地址就可能會改變（或者數據變），應修改為string類型

補充：

1、TCP存在問題(數據問題）

• 可能丟包
• 可能粘包
• 可能半包?

2、Linux中怎么同時編譯多個文件的方法（.h ?.cpp）

• 編寫makefile
• 直接執行vs2019的bin目錄下的可執行文件.out

?三、核心代碼

//客戶端 int main() {pthread_t read_thrad;pthread_t write_thrad;struct sockaddr_in s_addr;int socketfd = 0;int length = 0;int acceptfd = 0;//客戶端的文件描述符char cli_buf[120] = { 0 };//初始化網絡socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);//AF_INET表示使用ipv4，SOCK_STREAM表示流式套接字if (socketfd == -1){perror(" socket error");}else{//確定使用那個協議族 ipv4s_addr.sin_family = AF_INET;//連接服務器的地址s_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");//ip地址的轉換s_addr.sin_port = htons(10086);length = sizeof(s_addr);//準備通道不做綁定操作而是直接連接if (connect(socketfd, (struct sockaddr*)&s_addr, length) == -1){perror(" connect error");}else{cout << "客戶端連接成功 acceptfd = " << endl;//進入線程執行函數要開啟死循環if (pthread_create(&read_thrad, NULL, read_thread_func, &socketfd)){perror("pthread_create error");}if (pthread_create(&write_thrad, NULL, write_thread_func, &socketfd)){perror("pthread_create error");}//為了不讓線程馬上結束while (true){}}}return 0; }void* read_thread_func(void* p) {BACK resback;CHARMSG resmsg;int rfd = *(int*)p;while (true){read(rfd,&resback,sizeof(BACK));cout << "resback.businessType" << resback.businessType << endl;cout << "resback.flag" << resback.flag << endl;if (resback.businessType == 1){if (resback.flag == 1){isRun = 1;}else{isRun = 0;}}else if (resback.businessType == 2)//聊天{int res = read(rfd, &resmsg, sizeof(CHARMSG));cout << "chat content" << resmsg.content << endl;}} } //寫線程執行函數 void* write_thread_func(void* p) {//char buf[1024] = { 0 };HEAD myhead;USERINFO puser;CHARMSG pchat;int wfd = *(int*)p;cout << "請輸入賬號" << endl;cin >> puser.userName;cout << "請輸入密碼" << endl;cin >> puser.pwd;myhead.businessType = 1;//業務類型myhead.businessLen = sizeof(USERINFO);//根據業務情況動態獲取結構體長度//結構體對應字節，不能用strlenchar buf[sizeof(HEAD)+sizeof(USERINFO)] = { 0 };memcpy(buf,&myhead,sizeof(HEAD));memcpy(buf+sizeof(HEAD),&puser,sizeof(USERINFO));write(wfd,buf,sizeof(buf));//做聊天用while (true){if (isRun == 1){cout << "登錄成功 進行聊天" << endl;cout << "請輸入賬號" << endl;cin >> pchat.sendID;cout << "請輸入聊天對象" << endl;cin >> pchat.recvID;cout << "請輸入聊天內容" << endl;cin >> pchat.content;bzero(&myhead,sizeof(myhead));myhead.businessType = 2;myhead.businessLen = sizeof(CHARMSG);//這里的buf不能使用前面的char chat_buf[sizeof(HEAD) + sizeof(CHARMSG)] = { 0 };memcpy(chat_buf, &myhead, sizeof(HEAD));memcpy(chat_buf + sizeof(HEAD), &pchat, sizeof(CHARMSG));int res = write(wfd, chat_buf, sizeof(chat_buf));if (res > 0){cout << "-------------------聊天信息發送成功-------------------" << endl;}}}}int main() {struct sockaddr_in s_addr;int socketfd = 0;int length = 0;int acceptfd = 0;//客戶端的文件描述符char ser_buf[66] = { 0 };int pid = 0;//初始化網絡socketfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if (socketfd == -1){perror(" socket error");}else{//確定使用那個協議族 ipv4s_addr.sin_family = AF_INET;//系統自動獲取本機ip地址s_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//端口65535，10000以下是操作系統使用,自己定義需要10000以后s_addr.sin_port = htons(10086);length = sizeof(s_addr);//綁定ip地址和端口號if (bind(socketfd,(struct sockaddr*)&s_addr,length) == -1){perror(" bind error");}//監聽這個地址和端口有沒有客戶端連接if (listen(socketfd,10) == -1){perror(" listen error");}cout << "服務器網絡通道準備好了" << endl;//死循環保證服務器長時間在線pthread_t thread_id;while (true){cout << "等待客戶端上線" << endl;//等待客戶端上線,地址和端口號已經設置過了，所以為null，如果沒有客戶端訪問則一直被動等待//返回值就表示那個客戶端（給客戶端發消息不需要知道客戶端的ip地址）acceptfd = accept(socketfd, NULL, NULL);//阻塞函數cout << "客戶端連接成功 acceptfd = " << acceptfd << endl;if (pthread_create(&thread_id, NULL, pthread_func, &acceptfd)){perror("pthread_create error");}}}return 0; }//服務器 //1、接收客戶端請求，并為客戶端服務，2、處理客戶端請求 3、返回業務處理結果（發送數據）void* pthread_func(void* p) {HEAD h;USERINFO uinfo;CHARMSG sev_chat;int acptfd = *(int*)p;//賦值的是值，進入線程執行一次。//int *pfd = (int *)p;//賦值的是地址，覺得不可以使用指針while (true)//兩個while同時跑{read(acptfd,&h,sizeof(HEAD));cout << "h.businessType = " << h.businessType << endl;cout << "h.businessLen = " << h.businessLen << endl;if (h.businessType == 1){int res = read(acptfd,&uinfo, h.businessLen); if (res == h.businessLen){cout << ".userName = " << uinfo.userName << endl;cout << ".pwd = " << uinfo.pwd << endl;//進行驗證并加入在線用戶的容器 onlineMap[uinfo.userName] = acptfd;cout << ".onlineUser = " <<onlineMap.size()<< endl;//發送結果——通知是否成功——客戶端添加反饋BACK back;back.businessLen = 0;back.businessType = 1;back.flag = 1;//表示操作成功char buf[sizeof(BACK)] = { 0 };memcpy(buf,&back,sizeof(BACK));write(acptfd,buf,sizeof(buf));}}else if (h.businessType == 2)//處理聊天業務{int res = read(acptfd,&sev_chat,h.businessLen);if (res == h.businessLen){cout << "sev_chat.sendID = " << sev_chat.sendID << endl;cout << "sev_chat.recvID = " << sev_chat.recvID << endl;cout << "sev_chat.content = " << sev_chat.content << endl;cout << "長度 = " << sizeof(sev_chat.recvID) << endl;cout << "onlineMap[sev_chat.recvID] = " << onlineMap[sev_chat.recvID] << endl;char chat_buf[sizeof(BACK) + sizeof(CHARMSG)] = { 0 };BACK fbk;fbk.businessLen = sizeof(sev_chat);fbk.businessType = 2;fbk.flag = 1;//表示操作成功memcpy(chat_buf, &fbk, sizeof(BACK));memcpy(chat_buf + sizeof(BACK), &sev_chat, sizeof(sev_chat));write(acptfd,&chat_buf, sizeof(chat_buf));write(onlineMap[sev_chat.recvID], &chat_buf, sizeof(chat_buf));}}} }

四、運行效果

客戶端：?

服務器：?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++跨平台开发——SOCKET网络编程中实现客户端对聊的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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