UNIX_C 高级编程七

tcp协议和udp协议的比较

tcp协议 —— 传输控制协议，面向链接的协议，类似打电话

—— 建立链接=> 进行通信 => 断开链接

—— 在通信的整个过程中全程保持连接

—— 保证了数据传递的可靠信和有序性(重点)

—— 提供了流量控制，也就是数据接收方会实时通知数据的发送缓冲区的大小

—— 是一种全双工的字节流通信方式

—— 服务器压力比较大，发送数据的效率比较低

udp协议 —— 用户数据报协议，非面向链接的协议，类似写信

—— 不需要全程保持连接

—— 不保证数据传递的可靠性和有序性

—— 不提供流量控制

—— 是全双工的数据报通信方式

—— 服务器压力比较小，发送数据的效率比较高

基于UDP的协议通信模型

服务器端：

1、创建socket，使用socket函数

2、准备通信地址，使用结构体类型；

3、绑定socket和通信地址，使用bind函数

4、进行通信，使用send/sendto/recv/recvfrom函数

5、关闭socket，使用close函数

客户端：

1、创建socket，使用socket函数

2、准备通信地址，使用服务器地址

3、进行通信，使用send/sendto/recv/recvfrom函数

4、关闭socket，使用close函数

ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf,size_t len, int flags,const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

功能：该函数的功能与send函数类型，只不过是通过后两个参数来指定收件人的信息

ssize_trecvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr*src_addr, socklen_t *addrlen);

功能：该函数的功能与recv函数功能相似，只不过是通过后两个参数可以得到客户端/数据发送方的通信地址，相当于来电显示的效果

 1 //使用UDP网络模型实现通信3 #include <stdio.h>4 #include <stdlib.h>5 #include <unistd.h>6 #include <sys/types.h>7 #include <netinet/in.h>8 #include <arpa/inet.h>9 #include <sys/socket.h>10 11 int main(void)12 {13     //1.创建socket，使用socket函数14     int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);15     if( -1 == sockfd )16     {17         perror("SOCKET");18         exit(-1);19     }20 21     printf("socket 创建成功！\n");22 23     //2.准备通信地址，使用结构体类型24 25     struct sockaddr_in addr;26     addr.sin_family = AF_INET;27     addr.sin_port = htons(8888);28     addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("172.30.4.127");29 30     //3.绑定socket通信地址，使用bind函数31 32     int res = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));33     if(-1== res)34     {35         perror("bind");36         exit(-1);37     }38 39     printf("绑定成功!\n");40 41     //4.进行通信，recv/recvfrom/send/sendto42 43     struct sockaddr_in recv_addr;44     socklen_t len = sizeof(recv_addr);45 46     char buf[100] ={0};47     res = recvfrom(sockfd, buf, sizeof(buf), 0 , (struct sockaddr*)&recv_add    r, &len);48     if(-1 == res)49     {50         perror("recv");51         exit(-1);52     }53 54     char * ip = inet_ntoa(recv_addr.sin_addr);55 56     printf("客户端%s发来的消息是：%s, 消息大小是：%d\n", ip, buf, res);57 58     //向客户端回发消息59     res = sendto(sockfd, "I received!", 12, 0, (struct sockaddr*)&recv_addr,    len);60     if(-1 == res )61     {62         perror("sendto");63         exit(-1);64     }65 66     printf("成功发送数据到客户端，发送的数据大小是：%d\n", res);67 68     //5.关闭socket,使用close函数69 70     res = close(sockfd);71     if( -1 == res )72     {73         perror("close");74         exit(-1);75     }76 77     return 0;78 }

线程的基本概念

线程隶属于进程，线程是属于进程内部的程序流，目前主流的操作系统都支持多进程，而每个进程的内部有可以支持多线程

进程是重量级的，每个进程都需要独立的内存空间等，因此新建进程对系统资源的消耗比较大，而线程是轻量级的，新建线程会共享所在进程的内存资源等，因此线程对系统资源的消耗比较小，当然每个线程都拥有一块独立的栈区

线程的基本操作

线程的创建

1、pthread_create函数

#include<pthread.h>

intpthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void*(*start_routine) (void *), void *arg);

参 1：用于将新线程的编号存放在该参数指向的缓冲区中

pthread_t 类型 => typedef unsigned long int pthread_t;

不同系统中对pthtread_t的实现可能不同

参 2：给NULL表示选择默认属性即可

参 3：函数指针类型，新线程的处理函数，也就是新线程启动之后需要去执行的代码；

参 4：用于作为第三个参数所指向函数的实参

返回：成功返回0，失败返回错误编号

功能：主要用于在当前正在调用的进程中创建一个新进程

30 if( 0 != errno )

31 {

32 printf("pthread_careate:%s\n", strerror(errno));

33 exit(-1);

34 }

编译时需要加上-pthread 链接动态库（ gcc xxx.c -pthread ）

线程之间的关系

执行main函数的线程叫做主线程；

使用pthread_create函数创建出来的线程叫做子线程

主线程和子线程之间相互独立，又相互影响，当主线程结束时，会导致进程结束，而进程结束又会导致进程中的所有线程结束

pthread_t pthread_self(void);

功能：主要用于获取当前正在调用线程的编号并返回，没有出错情况

int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_tt2);

功能：主要用于判断参数指定的两个线程编号是否相等,如果相等返回非0,否则返回0,没有出错情况

线程的汇合和分离

intpthread_join(pthread_t thread, void **retval);

参 1：线程的编号

惨 2：二级指针类型的返回值

功能：主要用于汇合一个终止的线程，也就是等待第一个参数thread所指向的线程终止，如果该线

+程已经终止，则pthread_join函数立即返回，当然前提条件是：目标线程是可以等待的

+当第二个参数retval不为空时，则该函数会将所等待的目标线程的退出状态信息拷贝到

+*retval所指向的位置

18 return (void*)∑

32 int * pc = NULL;

34 errno = pthread_join(thread, (void **)&pc);

intpthread_detach(pthread_t thread);

功能：主要用于将参数指定的线程设置为分离状态，当一个分离状态的线程终止时，会自动释放资源给系统，不需要其它线程的帮助，其他线程也不能用pthread_join函数等待

线程的终止

void pthread_exit(void *retval);

功能：主要用于终止当前正在调用的线程，通过参数返回当前线程的推出状态信息，在同一个进程中的其他线程可以通过pthread_join函数来获取该退出状态信息

线程的取消

int pthread_cancel(pthread_t thread);

功能：主要用于给参数指定的线程发送取消的请求，对于一个新创建的线程老说，默认是可以取消的

intpthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);

参 1：用于设置新的状态

PTHREAD_CANCEL_ENABLE —— 可以被取消

PTHREAD_CANCEL_DISABLE —— 不可以被取消

参 2：用于带出旧的状态，给NULL表示不带出函数功能

功能：主要用于设置当前线程是否允许被取消

线程的同步(重点)

基本概念

当多个线程在同一时刻同时访问同一种共享资源时，可能会造成数据的不一致和混乱等问题，此时

+就需要对多个线程进行协调，而线程之间的协调和通信就叫做线程的同步问题

使用互斥量实现线程的同步

定义互斥量 —— pthread_mutex_t mutex;

初始化互斥量 ——pthread_mutex_init( &mutex, NULL );

使用互斥量行加锁 —— pthread_mutex_lock(&mutex);

访问共享资源

使用互斥量进行解锁 —— pthread_mutex_umlock(&mutex);

如果不再使用，则销毁互斥量 —— pthread_mutex_destroy(&mutex);

使用信号量实现线程的同步

信号量 —— 本质就是一种计数器，用于控制同时访问同一种共享资源的进程/线程个数；

当信号量的初始值为1时，效果等同互斥量

#include <semaphore.h>

定义信号量 —— sem_t sem;

初始化信号量 —— sem_init(&sum, 0, 初始值)

获取信号量，也就是信号量减1 —— sem_wait(&sem);

访问共享资源

释放信号量，也就是信号量加1 —— sem_post(&sem);

如果不再使用，则销毁信号量 —— sem_destroy(&sem)

=====================================================================================

终端规范模式开启于关闭，使得缓冲和编辑失效

#include <termios.h>

#include<unistd.h>

int tcgetattr(int fd, structtermios *termios_p);

参 1：设备终端的文件描述符：0——标准输入，1——标准输出，2——标准错误

参 2：struct termios original_mode{

……

tcflag_t c_lflag; //本地模式标志，控制终端编辑功能

cc_t c_cc[NCCS];

};

c_lflag:ICANON —— 使用标准输入模式

eg:original_mode.c_lflag&= ~ICANON —— 去除标准输入模式

ECHO —— 回显功能

eg:original_mode.c_lflag&= ~ECHO —— 关闭回显功能

c_cc[NCCS]：控制字符,用于保存终端驱动程序中的特殊字符,如输入结束符等

NCCS: VMIN —— 非规范模式读取时的最小字符数

eg：original_mode.c_c[VMIN] =1

功能：用于获取与终端相关的参数,返回的结果保存在termios结构体中

int tcsetattr(int fd, int optional_actions, const struct termios*termios_p);

参 1：fd为打开的终端文件描述符，一般给 0；

参 2：optional_actions用于控制修改起作用的时间

* TCSANOW：不等数据传输完毕就立即改变属性

参 3：而结构体termios_p中保存了要修改的参数

返回：函数在成功的时候返回0，失败的时候返回-1

功能：用于设置终端参数参数参数

5 int _getchar(char * c_num)6 {7     //设置两个结构体用以存储终端相关信息8     struct termios oldmode;9     struct termios newmode;10 11     //获取与终端相关的参数，将结果返回给结构体12     if ( !0 == tcgetattr(0,&oldmode) )13     {14         perror("TCGETATTR ERROR");15         return -1;16     }17 18     //将原来的参数copy给新的结构体用以修改不影响原系统设置  19     newmode = oldmode;20 21     //ICANON摆在哦混输入模式，～ICANON去除该模式22     newmode.c_lflag &= ~ICANON;23     //当输入错误时不希望错误选项回显则23      newmode.c_lflag &= ~ECHO;2324     //AMIN非规范模式设置1,告诉驱动程序一次只读一个字符25     newmode.c_cc[VMIN] = 1;26 27     //在获取输入字符时,使终端模式处于非规模模式下,关闭缓冲与编辑28     if( -1 == tcsetattr(0, TCSANOW, &newmode) )29     {   30         perror("TCSETATTR ERROR");31         return -1;32     }33 34     *c_num = getchar();35 36     //获取成功后还原终端规范模式下37     if ( -1 == tcsetattr(0, TCSANOW, &oldmode) )38     {39         perror("TCGETATTR ERROR");40         return -1;41     }42 43     return 0;44 }45

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