TCP-实现英译汉服务器客户端（多进程/多线程）

TCP套接字编程介绍

本文程序介绍（共5部分）

TCP API 封装

Socket() 创建套接字

Close() 关闭套接字

Bind() 绑定地址信息

Listen() 使一个套接字成为监听套接字

Connect() 建立连接请求

Accept() 接受连接请求

Send() 发送请求

Recv() 接收响应

TCP 通用服务器（普通版本，多进程版本，多线程版本）

普通版本：同一时刻只能与一个客户端进行通信，当前客户端断开连接才能与其他客户端建立新的连接
多进程/多线程版本：可以同时和多个客户端进行通信

TCP 通用客户端
TCP 英译汉服务器

封装后的服务器程序可以只更改一个函数就实现不同的功能

TCP 英译汉客户端

TCP API 封装

/*==============================================================
*    Copyright . All rights reserved.
*    Filename:  tcp_socket.hpp
*    Author:    shen
*    Last modified: 2019-07-29 11:11
*    Description: 封装tcp api
*       Socket()    创建套接字
*       Close()     关闭套接字
*       Bind()      绑定地址信息
*       Listen()    使一个套接字成为监听套接字
*       Connect()   建立连接请求
*       Accept()    接受连接请求
*       Send()      发送请求
*       Recv()      接收响应
==============================================================*/
#include <iostream>
#include <string>
#include <stdio.h>
#include <cassert>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>#define CHECK_RET(q) if(!(q)) {return false;}class TcpSocket {public:TcpSocket() : _fd(-1) {}TcpSocket(int fd) :_fd(fd) {}~TcpSocket(){}//绑定地址信息-IPV4协议,字节流传输bool Socket() {_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (_fd < 0) {perror("socket error~~\n");return false;}return true;}//关闭套接字bool Close() {int ret = close(_fd);if (ret < 0) {perror("close error~~\n");return false;}return true;}//为套接字绑定地址信息,地址为一个通用的结构体sockaddr//结构体包含了协议类型,ip地址,port端口号bool Bind(std::string& ip, uint16_t port) {sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;//inet_addr点分十进制字符串转换为网络ip(本质上是一个32字节数据)addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());//htons主机字节序转换为网络字节序addr.sin_port = htons(port);int ret = bind(_fd, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr));if (ret < 0) {perror("bind error~~\n");return false;}return true;}//开始监听,num=5 最多允许5个客户端处于连接等待状态bool Listen(int num = 5) {int ret = listen(_fd, num);if (ret < 0) {perror("listen error~~\n");return false;}return true;}//监听套接字用于接受连接请求,建立连接后会accept返回一个新的套接字//这个套接字就是客户端建立的套接字,是真正用于进行通信的套接字//而监听套接字不用于进行通信//同时可以接收到对端的地址信息bool Accept(TcpSocket& peer, std::string* ip = nullptr, uint16_t* port = nullptr) {sockaddr_in addr;socklen_t len = sizeof(addr);int new_sock = accept(_fd, (sockaddr*)&addr, &len);if (new_sock < 0) {perror("accept error~~\n");return false;}peer._fd = new_sock;if (ip != nullptr) {*ip = inet_ntoa(addr.sin_addr);}if (port != nullptr) {*port = ntohs(addr.sin_port);}return true;}//请求建立连接,客户端使用bool Connect(std::string& ip, uint16_t port) {sockaddr_in addr;addr.sin_family = AF_INET;addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip.c_str());addr.sin_port = htons(port);int ret = connect(_fd, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr));if (ret < 0) {perror("connect error~~\n");return false;}return true;}//发送消息bool Send(std::string& buf) {int ret = send(_fd, buf.c_str(), buf.size(), 0);if (ret < 0) {perror("send error~~\n");return false;}return true;}//接收消息bool Recv(std::string& buf) {char tmp[1024*4] = {0};int len = recv(_fd, tmp, sizeof(tmp)-1, 0);if (len < 0) {perror("recv error~~\n");return false;}if (len == 0) {return false;}buf.assign(tmp, len);return true;}int GetFd() {return _fd;}private:int _fd;
};

TCP 通用服务器

1. 普通版本

/*==============================================================
*    Copyright . All rights reserved.
*    Filename:  tcp_server.hpp
*    Author:    shen
*    Last modified: 2019-07-29 11:15
*    Description: 通用的服务端程序
==============================================================*/
#include "tcp_socket.hpp"
#include <functional>typedef std::function<void (const std::string& req, std::string& resp)> Handler;class TcpServer {public:TcpServer(std::string& ip, uint16_t port): _ip(ip), _port(port){}~TcpServer() {}bool Start(Handler handler) {//1.创建套接字CHECK_RET(sock.Socket());//2.绑定地址信息CHECK_RET(sock.Bind(_ip, _port));//3.开始监听CHECK_RET(sock.Listen());//4.进入事件循环while (true) {//新的套接字,用于接受客户端的套接字TcpSocket new_sock;std::string ip;uint16_t port;//5.阻塞建立新连接if(!sock.Accept(new_sock, &ip, &port))continue;printf("[ip-%s][port-%d] --> connect~~\n", ip.c_str(), port);//6.对新建立的连接循环读写while (true) {//7.接收请求,失败跳出循环并且关闭新的连接std::string req;bool ret = new_sock.Recv(req);if (!ret) {printf("[ip-%s][port-%d] --> disconnect~~\n", ip.c_str(), port);break;}std::cout << "请求:" << req << std::endl;//8.计算响应std::string resp;handler(req, resp);//9.发送响应new_sock.Send(resp);}new_sock.Close();}return true;}private:TcpSocket sock;std::string _ip;uint16_t _port;
};

2. 多进程版本

/*==============================================================
*    Copyright . All rights reserved.
*    Filename:  tcp_pross_server.hpp
*    Author:    shen
*    Last modified: 2019-08-01 09:42
*    Description: 通用的服务端程序(多进程)
==============================================================*/
#include "tcp_socket.hpp"
#include <functional>
#include <signal.h>typedef std::function<void (const std::string& req, std::string& resp)> Handler;class TcpServer {public:TcpServer(std::string& ip, uint16_t port): _ip(ip), _port(port){}~TcpServer() {}bool Start(Handler handler) {//避免僵尸子进程,对子进程退出时发给父进程的信号忽略处理signal(SIGCHLD, SIG_IGN);//1.创建套接字CHECK_RET(sock.Socket());//2.绑定地址信息CHECK_RET(sock.Bind(_ip, _port));//3.开始监听CHECK_RET(sock.Listen());//4.进入事件循环while (true) {//新的套接字,用于接受客户端的套接字TcpSocket new_sock;std::string ip;uint16_t port;//5.阻塞建立新连接if(!sock.Accept(new_sock, &ip, &port))continue;printf("[ip-%s][port-%d] --> connect~~\n", ip.c_str(), port);//多进程版本ProssCommunication(new_sock, handler);}return true;}private:void ProssCommunication(TcpSocket& new_sock, Handler handler) {//1.创建子进程,用子进程和客户端进行通信//2.父进程直接退出该函数,退出前要先关闭通信套接字//3.子进程关闭监听套接字//4.子进程结束时也需要将通信套接字关闭pid_t pid = fork();if (pid > 0) {//父进程new_sock.Close();return;}if (pid == 0) {sock.Close();//先关闭监听套接字while (true) {//1.接受请求//2.计算响应//3.发送响应std::string req;int ret = new_sock.Recv(req);if (ret == 0) {printf("pross disconnect~~\n");break;}printf("[pross]请求: %s\n", req.c_str());std::string resp;handler(req, resp); new_sock.Send(resp);}//通信结束new_sock.Close();exit(0);}}private:TcpSocket sock;std::string _ip;uint16_t _port;
};

3. 多线程版本

/*==============================================================
*    Copyright . All rights reserved.
*    Filename:  tcp_thread_server.hpp
*    Author:    shen
*    Last modified: 2019-08-01 10:13
*    Description: 通用的服务端程序(多线程版本)
==============================================================*/
#include "tcp_socket.hpp"
#include <functional>
#include <pthread.h>typedef std::function<void (const std::string& req, std::string& resp)> Handler;struct ThreadArg {TcpSocket client_sock;std::string ip;uint16_t port;Handler handler;
};class TcpServer {public:TcpServer(std::string& ip, uint16_t port): _ip(ip), _port(port){}~TcpServer() {}bool Start(Handler handler) {//1.创建套接字CHECK_RET(sock.Socket());//2.绑定地址信息CHECK_RET(sock.Bind(_ip, _port));//3.开始监听CHECK_RET(sock.Listen());//4.进入事件循环while (true) {ThreadArg* arg = new ThreadArg;arg->handler = handler;//5.阻塞建立新连接if(!sock.Accept(arg->client_sock, &arg->ip, &arg->port))continue;printf("[ip-%s][port-%d] --> connect~~\n", arg->ip.c_str(), arg->port);pthread_t tid;pthread_create(&tid, NULL, ThreadEntry, (void*)arg);pthread_detach(tid);}sock.Close();return true;}static void* ThreadEntry(void* arg) {//1.创建线程,线程入口函数参数用一个结构体存储//2.线程分离//3.线程入口函数用 static,线程入口函数没有this指针传参//4.最后关闭描述符,释放堆空间ThreadArg* p = (ThreadArg*)arg;while (true) {std::string req;int ret = p->client_sock.Recv(req);if (ret == 0) {printf("thread disconnect~~\n");break;}printf("thread 请求: %s\n", req.c_str());std::string resp;p->handler(req, resp);p->client_sock.Send(resp); }//关闭描述符,并且释放内存p->client_sock.Close();delete p;return NULL;}private:TcpSocket sock;std::string _ip;uint16_t _port;
};

TCP 通用客户端

/*==============================================================
*    Copyright . All rights reserved.
*    Filename:  tcp_client.hpp
*    Author:    shen
*    Last modified: 2019-07-29 12:09
*    Description: 通用客户端程序
==============================================================*/
#include "tcp_socket.hpp"class TcpClient {public:TcpClient(std::string& ip, uint16_t port) : _ip(ip), _port(port) {assert(sock.Socket());}~TcpClient() {assert(sock.Close());}bool Connect() {return sock.Connect(_ip, _port);} bool Recv(std::string& req) {return sock.Recv(req);}bool Send(std::string& resp) {return sock.Send(resp);}private:TcpSocket sock;std::string _ip;uint16_t _port;
};

TCP 英译汉服务器

/*==============================================================
*    Copyright . All rights reserved.
*    Filename:  dict_server.cpp
*    Author:    shen
*    Last modified: 2019-07-29 11:53
*    Description:
==============================================================*/
#include "tcp_server.hpp"
#include <unordered_map>void Dict(const std::string& req, std::string& resp) {std::unordered_map<std::string, std::string> dic;dic.insert(std::make_pair("hello", "你好~~"));dic.insert(std::make_pair("world", "世界~~"));dic.insert(std::make_pair("shen", "珅~~"));if (dic.find(req) != dic.end()) {auto it = dic.find(req);resp = it->second;} else {resp = "未找到~~";}
}// ./dict_server 127.0.0.1 9000
int main(int argc, char* argv[]) {if (argc != 3) {std::cout << "./dict_server 127.0.0.1 9000" << std::endl;return -1;}std::string ip = argv[1];uint16_t port = atoi(argv[2]);TcpServer server(ip, port);server.Start(Dict);return 0;
}

TCP 英译汉客户端

/*==============================================================
*    Copyright . All rights reserved.
*    Filename:  dict_client.cpp
*    Author:    shen
*    Last modified: 2019-07-29 12:23
*    Description:
==============================================================*/
#include "tcp_client.hpp"// ./dict_client 127.0.0.1 9000
int main(int argc, char* argv[]) {if (argc != 3) {std::cout << "./dict_client 127.0.0.1 9000" << std::endl;return -1;}std::string ip = argv[1];uint16_t port = atoi(argv[2]);TcpClient client(ip, port);client.Connect();while (true) {std::string req;std::cout << "请求:";std::cin >> req;client.Send(req);std::string resp;client.Recv(resp);std::cout << "响应:" << resp << std::endl;}return 0;
}

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TCP-实现英译汉服务器客户端（多进程/多线程）

本文程序介绍（共5部分）

TCP API 封装

TCP 通用服务器

1. 普通版本

2. 多进程版本

3. 多线程版本

TCP 通用客户端

TCP 英译汉服务器

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