Socket
Socket是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。它可以看成是两个网络应用程序进行通信时,各自通信连接中的端点。Socket上联应用进程,下联网络协议栈,是应用程序通过网络协议进行通信的接口,是应用程序与网络协议栈进行交互的接口
App通过Socket发送和接收数据,主要提供了TCP Socket和UDP Socket来收发数据,基于Socket对象操作系统提供了一系列接口来收发数据。
下面提供客户端和服务器代码及其讲解:
客户端
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#ifdef WIN32 // WIN32 宏, Linux宏不存在
#include <WinSock2.h>
#include <Windows.h>
#pragma comment (lib, "WSOCK32.LIB")
#endif
int main(int argc, char** argv) {
int ret;
// 配置一下windows socket 版本
// 一定要加上这个,否者低版本的socket会出很多莫名的问题;
#ifdef WIN32
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
ret = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (ret != 0) {
printf("WSAStart up failed\n");
system("pause");
return -1;
}
#endif
int s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
if (s == INVALID_SOCKET) {
goto failed;
}
// 配置一下要连接服务器的socket
// 127.0.0.1 本机IP地址;
struct sockaddr_in sockaddr;
sockaddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
sockaddr.sin_family = AF_INET;
sockaddr.sin_port = htons(6080); // 连接信息要发送给监听socket;
// 发送连接请求到我们服务端的监听socket;
ret = connect(s, &sockaddr, sizeof(sockaddr));
if (ret != 0) {
goto failed;
}
// 连接成功, s与服务器对应的socket就会建立连接;
// 客户端在连接的时候他也需要一个IP地址+端口;
// 端口是服务器端口。不是,客户端一个没有使用的端口就可以了;
// 客户端自己也会分配一个IP + 端口(只要是没有使用的就可以了);
//
char buf[11];
memset(buf, 0, 11);
send(s, "Hello", 5, 0);
recv(s, buf, 5, 0);
printf("%s\n", buf);
failed:
if (s != INVALID_SOCKET) {
closesocket(s);
s = INVALID_SOCKET;
}
#ifdef WIN32
WSACleanup();
#endif
system("pause");
return 0;
}
服务器
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
// 配置windows socket环境
#ifdef WIN32 // WIN32 宏, Linux宏不存在
#include <WinSock2.h>
#include <Windows.h>
#pragma comment (lib, "WSOCK32.LIB")
#endif
// end
int main(int argc, char** argv) {
int ret;
// 配置一下windows socket 版本
// 一定要加上这个,否者低版本的socket会出很多莫名的问题;
#ifdef WIN32
WORD wVersionRequested;
WSADATA wsaData;
wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);
ret = WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
if (ret != 0) {
printf("WSAStart up failed\n");
system("pause");
return -1;
}
#endif
// step1 创建一个监听的socket;
int s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); // TCP
if (s == INVALID_SOCKET) { // 创建
goto failed;
}
// end
// ip地址 + 端口,监听到哪个IP地址和端口上;
struct sockaddr_in sockaddr;
sockaddr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
sockaddr.sin_family = AF_INET;
sockaddr.sin_port = htons(6080); // 127.0.0.1: 6080端口上;
ret = bind(s, (const struct sockaddr*)&sockaddr, sizeof(sockaddr));
if (ret != 0) {
goto failed;
}
// 开启监听
ret = listen(s, 1);
while (1) {
// 等待客户介入进来;
struct sockaddr_in c_address; // 客户端的IP地址;
int address_len = sizeof(c_address);
// cs 是我们服务端为客户端创建的配对的socket;
// c_address 就是我们客户端的IP地址和端口;
printf("waiting....!!!!\n");
int cs = accept(s, (struct sockaddr*)&c_address, &address_len); // 在这里像卡住了一样的;OS
printf("new client %s:%d\n", inet_ntoa(c_address.sin_addr), ntohs(c_address.sin_port));
// 收数据;
char buf[11];
memset(buf, 0, 11);
recv(cs, buf, 5, 0);
printf("recv: %s\n", buf);
// end
// 发数据给客户端
send(cs, buf, 5, 0);
// end
closesocket(cs);
}
failed:
if (s != INVALID_SOCKET) {
closesocket(s);
}
// 结束的时候也要清理
#ifdef WIN32
WSACleanup();
#endif
// end
system("pause");
return 0;
}
说明
这两个部分的代码实现了客户端和服务器的最简单通信,先运行服务器程序监听端口,再打开客户端程序,客户端程序会与服务器建立TCP连接,并发送“Hello”字符串,服务器收到后会回复一个“Hello”给客户端
Select管理模型
用于监听所有Socket,在服务器监听连接端口的同时,能够接收所有客户端传过来的数据。
步骤:
- 准备一个句柄集合
- 将Socket句柄加入到这个集合
- 调用Select函数等待在这个集合上
- 当其中一个句柄有时间发生的时候,OS唤醒任务从Select返回
- 处理事件,继续Select
根据上一小节服务器代码修改:
static int client_fd[4096];
static int socket_count = 0;
#define MAX_BUF_LEN 4096
static unsigned char recv_buf[MAX_BUF_LEN];
ret = listen(s, 1);
fd_set set;
while (1) {
FD_ZERO(&set);
FD_SET(s,&set); // 监听句柄加入到等待集合
// 客户端介入进来的socket,加入到句柄集合
for(int j = 0; j < socket_count; j++){
if(clint_fd[j] != INVALID_SOCKET){
FD_SET(client_fd[j],&set);
}
}
ret = select(0,&set, NULL,NULL,NULL); // 这里监听事件的发生
if(ret < 0){
printf("select error\n");
continue;
}
else if(ret == 0){
printf("select timeout\n");
continue;
}
if(FD_ISSET(s, &set)){ // 发送过来连接请求
struct sockaddr_in c_address; // 客户端的IP地址;
int address_len = sizeof(c_address);
printf("waiting....!!!!\n");
int cs = accept(s, (struct sockaddr*)&c_address, &address_len);
printf("new client %s:%d\n", inet_ntoa(c_address.sin_addr), ntohs(c_address.sin_port));
client_fd[socket_count] = cs;
socket_count++;
continue;
}
for(int j = 0; j < socket_count; j++){
if(client_fd[j] != INVALID_SOCKET && FD_ISSET(client_fd[j], &set)){
int len = recv(client_fd[j], recv_buf, MAX_BUF_LEN, 0);
if(len <= 0){
closesocket(client_fd[j]);
client_fd[j] = INVALID_SOCKET;
}
else{
recv_buf[len] = 0;
printf("recv: %s\n", recv_buf);
send(client_fd[j], recv_buf, len, 0);
}
}
}
}
缺点:
- 每次有事件都需要遍历所有句柄,性能不好
- 能够管理句柄的数目有限
- 读写仍然是同步的
IOCP管理模型
1: IOCP: 是windows针对高性能服务器做的IO的管理模式,又叫完成端口;Linux平台有类似的机制叫epoll
2: IOCP的核心模式:
1>提交请求;
2>等待结果;
3>继续提交请求;
3: 监听:
1>提交一个监听请求,使用完成端口来等待这个请求到来;
2>请求来了后,处理,继续提交请求;
4: 读取数据:
1>提交一个读取数据的请求。
2>请求完成后,处理完后继续提交;
5: 发送数据的请求:
1>提交一个发送数据的请求;
2>请求完成后,继续处理;
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
/*
IOCP 只支持windows平台 Linux epoll
*/
#include <WinSock2.h>
#include <mswsock.h>
#include <windows.h>
#pragma comment(lib, "WSOCK32.lib ")
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#pragma comment(lib, "odbc32.lib")
#pragma comment(lib, "odbccp32.lib")
// 非常重要的数据结构;
enum {
IOCP_ACCPET = 0, // 监听socket,接入请求;
IOCP_RECV, // 读请求;
IOCP_WRITE, // 写请求;
};
// 接收数据的时候最大的buf大小;
#define MAX_RECV_SIZE 8192
struct io_package {
// 自己定义的, 一定要在第一个就要用WSAOVERLAPPED 结构体;?
// 所有的请求的等待,都是等在这个结构对象上的,必须是第一个;
WSAOVERLAPPED overlapped;
// 操作类型, 监听,读,写, IOCP_ACCPET, IOCP_RECV, IOCP_WRITE
int opt;
// 句柄,就是我们提交请求的句柄, accept的句柄或你读写请求的句柄
int accpet_sock;
// 结构体,配合读写数据的时候用的bufffer;
WSABUF wsabuffer; // wsabuffer.buf = 内存;, wsabuffer.len = MAX_RECV_SIZE;
// 定义了一个buf,这个buf就是整正的内存;
char pkg[MAX_RECV_SIZE];
};
// 投递一个用户的请求;
static void
post_accept(SOCKET l_sock) {
// step1: 分配一个io_package 数据结构;
struct io_package* pkg = malloc(sizeof(struct io_package));
memset(pkg, 0, sizeof(struct io_package));
// 初始化好了接受数据的buf --> WSABUF
pkg->wsabuffer.buf = pkg->pkg;
pkg->wsabuffer.len = MAX_RECV_SIZE - 1;
pkg->opt = IOCP_ACCPET; // 请求类型;
DWORD dwBytes = 0;
SOCKET client = WSASocket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP, NULL, 0, WSA_FLAG_OVERLAPPED);
int addr_size = (sizeof(struct sockaddr_in) + 16);
pkg->accpet_sock = client; // 创建一个socket,然后客户端连接进来后,就用这个socket和我们的客户端通讯;
// 发送一个异步的请求,来接入客户端的连接;
AcceptEx(l_sock, client, pkg->wsabuffer.buf, 0/*pkg->wsabuffer.len - addr_size* 2*/,
addr_size, addr_size, &dwBytes, &pkg->overlapped);
}
static void
post_recv(SOCKET client_fd) {
struct io_package* io_data = malloc(sizeof(struct io_package));
memset(io_data, 0, sizeof(struct io_package));
io_data->opt = IOCP_RECV;
io_data->wsabuffer.buf = io_data->pkg;
io_data->wsabuffer.len = MAX_RECV_SIZE - 1;
io_data->accpet_sock = client_fd;
DWORD dwRecv = 0;
DWORD dwFlags = 0;
int ret = WSARecv(client_fd, &(io_data->wsabuffer),
1, &dwRecv, &dwFlags,
&(io_data->overlapped), NULL);
}
int main(int argc, char** argv) {
// 如果你做socket那么必须要加上;
WSADATA data;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &data);
// step1:创建一个完成端口;
HANDLE iocp = CreateIoCompletionPort(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, 0, 0);
if (iocp == INVALID_HANDLE_VALUE) {
goto failed;
}
// end
// 创建我们的监听socket,开始监听
SOCKET l_sock = INVALID_SOCKET;
l_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (l_sock == INVALID_SOCKET) {
goto failed;
}
struct sockaddr_in s_address;
memset(&s_address, 0, sizeof(s_address));
s_address.sin_family = AF_INET;
s_address.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
s_address.sin_port = htons(6080);
if (bind(l_sock, (struct sockaddr *) &s_address, sizeof(s_address)) != 0) {
goto failed;
}
if (listen(l_sock, SOMAXCONN) != 0) {
goto failed;
}
// end
// 让IOCP来管理我们的l_sock
// 第三个参数,是用户传的自定义数据(一个指针带入进去),后面讲解;
CreateIoCompletionPort((HANDLE)l_sock, iocp, (DWORD)0, 0);
// 发送一个监听用户进来的请求;
post_accept(l_sock); // 投递一个accpet接入请求;
while (1) {
DWORD dwTrans;
DWORD udata;
struct io_package* io_data;
// 通过完成端口,来获得这个请求的结果;
// 调用操作系统的API函数,查看,那个请求完成了;
// 如果没有状态完成了,那么任务会挂起,等待;
int ret = GetQueuedCompletionStatus(iocp, &dwTrans,
&udata, (LPOVERLAPPED*)&io_data, WSA_INFINITE);
if (ret == 0) { // 意外;
if (io_data) {
if (io_data->opt == IOCP_RECV) {
closesocket(io_data->accpet_sock);
free(io_data);
}
else if (io_data->opt == IOCP_ACCPET) {
free(io_data);
post_accept(l_sock);
}
}
continue;
}
if (dwTrans == 0 && io_data->opt == IOCP_RECV) { //
// 关闭socket发生了;
closesocket(io_data->accpet_sock);
free(io_data);
continue;
// end
}
switch (io_data->opt) {
case IOCP_ACCPET: // 接入一个socket;
{
// 接入的client_socket
int client_fd = io_data->accpet_sock;
int addr_size = (sizeof(struct sockaddr_in) + 16);
struct sockaddr_in* l_addr = NULL;
int l_len = sizeof(struct sockaddr_in);
struct sockaddr_in* r_addr = NULL;
int r_len = sizeof(struct sockaddr_in);
GetAcceptExSockaddrs(io_data->wsabuffer.buf,
0, /*io_data->wsabuffer.len - addr_size * 2, */
addr_size, addr_size,
(struct sockaddr**)&l_addr, &l_len,
(struct sockaddr**)&r_addr, &r_len);
// 将新进来的client_fd,也加入完成端口,来帮助管理完成的请求;
// 第三个参数是用户自定义数据,你可以携带自己的数据结构,client_fd;
CreateIoCompletionPort((HANDLE)client_fd, iocp, (DWORD)client_fd, 0);
// 投递一个读的请求;
post_recv(client_fd);
// 重新投递一个接入客户端请求;
free(io_data);
post_accept(l_sock);
}
break;
case IOCP_RECV:
{
// dwTrans 读到数据的大小;
// socket, io_data->accpet_sock;
// Buf io_data->wsabuffer.buf,
io_data->pkg[dwTrans] = 0;
printf("IOCP recv %d %s\n", dwTrans, io_data->pkg);
send(io_data->accpet_sock, io_data->pkg, dwTrans, 0); // test
// 再来投递下一个请求;
DWORD dwRecv = 0;
DWORD dwFlags = 0;
int ret = WSARecv(io_data->accpet_sock, &(io_data->wsabuffer),
1, &dwRecv, &dwFlags,
&(io_data->overlapped), NULL);
// end
}
break;
}
}
failed:
if (l_sock) {
closesocket(l_sock);
}
if (iocp != INVALID_HANDLE_VALUE) {
CloseHandle(iocp); // 释放关闭完成端口;
}
WSACleanup();
return 0;
}
windows多线程
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <Windows.h>
/*
进程: 任务, 代码段, 数据段, 堆, 栈;
主线程:
线程: 创建出来的OS 可以独立调度的单元;
主线程, 线程1, 线程2, ....线程3;
1: 主线程+其他的线程都共用进程的 数据段, 堆, 代码段;
2: 每一个线程都有自己独立的栈,函数调用相互不受影响;
3: 线程是OS可以调度的独立的最小的单元,在执行的过程中,
线程随时有可能切换出去,到其他的进程或现程来运行;
*/
/* CreateThread 创建一个线程;
1>线程句柄;--> HANDLE
2>线程ID;
3>线程入口函数;
*/
/*
Sleep是windows API函数,能够让我们的线程休眠多少毫秒
*/
// 开始运行我们的线程;
// 独立运行入口
// 公用了进程的代码段,数据段, 堆;
static int g_value = 10;
char* ptr = NULL;
void test_func() {
}
HANDLE wait_cond = INVALID_HANDLE_VALUE;
CRITICAL_SECTION lock;
/*
事件通知/等待:
线程A,等待线程B完成达到某个条件,才能够继续;
多媒体解码线程,等待输入线程输入数据,有数据了,在通知解码线程解码;
1> 创建一个事件,要求线程都可以访问;
2> 等待的线程,调用函数来等待时间;
3> 触发的线程,当条件满足后触发;
*/
/* 线程安全机制;
数据段, 堆, 代码段是公用的,所以会有一个问题;
2个线程或多个线程,同时在访问同一个资源的时候,由于线程之间随时会切换
出去,所以就会导致他们访问同样的资源可能会有冲突;
3:如果线程和线程之间,访问资源出现了冲突,那么我们这个时候要加上一个锁的机制;
1> 需要请求一个资源的时候,请求这个锁,一旦这个锁被占用了,我们就等待;
2> 如果请求成功了以后,我们就处理,处理完了以后我们释放这个锁,
等待这个锁的线程就会被唤醒;
3> 锁就能保证我们在处理共享资源的时候,同时只有一个线程在处理,
只有等这个线程处理完了,才能够被其他的线程处理;
4> 线程同步,线程同步锁;
5> 在锁的作用下,保证了我们的公共资源的同步;
*/
/* 线程死锁: 线程之间的互相傻等 死锁;
A 锁1,锁2 .... 释放锁2,锁1;
// B 锁2,锁1 ... 释放锁2,锁1;
B 锁1,锁2 ... 释放锁2,锁1;
就是要使用同样的顺序来获得我们多个锁;
*/
DWORD WINAPI thread_entry(LPVOID lpThreadParameter) {
printf("threadid %d\n", GetCurrentThreadId());
g_value = 9; // 和进程共用数据段;
ptr[0] = 10; // 和进程共用堆;
test_func(); // 和进程共用代码段;
// 线程是OS独立的调度单元;
Sleep(5000);
SetEvent(wait_cond);
while (1) {
printf("thread called\n");
//
EnterCriticalSection(&lock); // 没有请求到,线程挂起,指导其他的线程释放了这个锁;
g_value = 10;
LeaveCriticalSection(&lock);
Sleep(3000);
}
return 0;
}
int main(int argc, char** argv) {
ptr = malloc(100);
// 不用手动的重置这个时间, bManualReset 是否人工重置;
// ResetEvent(事件句柄);
wait_cond = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
InitializeCriticalSection(&lock);
int threadid;
HANDLE h = CreateThread(NULL, 0, thread_entry, NULL, 0, &threadid);
test_func();
// 超时, 假设是一直等
printf("waiting.....\n");
WaitForSingleObject(wait_cond, INFINITE);
printf("waiting end .....\n");
// 主线程;
while (1) {
printf("main thread\n");
EnterCriticalSection(&lock); // 没有请求到,线程挂起,指导其他的线程释放了这个锁;
g_value = 8;
LeaveCriticalSection(&lock);
Sleep(1500); //
}
return 0;
}
文件的异步读写
1: 普通的读写文件打开文件都是同步的,比如C的fopen, fclose, fread等;
2: 磁盘的访问速度远远的低于内存,所以OS要等待磁盘设备来读写。
3: 如果采用同步,那么任务将会挂机,等待磁盘读好数据好,通知OS。
4: 高性能的服务器,提高并发,读写文件都会采用异步的模式。
5: 异步的模式:
1>发出读文件的请求;
2>通完了以后通知应用程序,并处理;
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <Windows.h> // 你将获得大部分的Windows API接口
// 句柄: 这个句柄是这个对象的唯一的标识;
// unicode字符串: 每个字符是2个字节, L
// OPEN_EXISTING 打开存在文件,如果不存在就会失败;
int main(int argc, char** argv) {
// sync模式
HANDLE hfile = INVALID_HANDLE_VALUE;
hfile = CreateFile(L"in.txt", GENERIC_READ, 0, NULL,
OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
if (hfile == INVALID_HANDLE_VALUE) {
printf("open error\n");
goto failed;
}
// 准备好内存;
char buf[1024];
int readed;
// 当我们正在读取这个磁盘的数据的时候,
// 这个任务将会被挂起,直到磁盘读好了数据,才会唤醒;
// 同步;
ReadFile(hfile, buf, 1024, &readed, NULL);
buf[readed] = 0;
printf("%s\n", buf);
CloseHandle(hfile); // 关闭一个文件;
// async 异步, FILE_FLAG_OVERLAPPED模式;
// step1: 以异步的模式打开;
hfile = CreateFile(L"in.txt", GENERIC_READ, 0, NULL,
OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_OVERLAPPED |
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
if (hfile == INVALID_HANDLE_VALUE) {
printf("open error\n");
goto failed;
}
// step2: 读时候,发送请求, 准备一个OVERLAPPED这个对象;
// 传给我们的OS,等我们的OS读完以后,
// 会通过OVERLAPPED来给我们发送一个事件;
OVERLAPPED ov;
HANDLE hevent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
memset(&ov, 0, sizeof(ov));
ov.hEvent = hevent; // 事件对象,完成请求请求触发;
ov.Offset = 2; // 从哪里开始读起;
// 马上返回,IO挂起,没有读到数据
ReadFile(hfile, buf, 1024, &readed, &ov); // 不是马上会有的;
if (GetLastError() == ERROR_IO_PENDING) { // 表示正在等待;
// 等待数据来读完成;
WaitForSingleObject(hevent, INFINITE);
readed = ov.InternalHigh; // 读到了几个字节的数据;
buf[readed] = 0;
printf("%s\n", buf);
CloseHandle(hfile); // 关闭一个文件
}
else {
CloseHandle(hfile); // 关闭一个文件
}
// 数据还没有准备好,不能马上使用,但是你可以做别的;
// 都是等,有什么区别呢?
// 1> 同步等,API内部等,直接挂起;
// 2> 异步等,是用户自己来写代码来等待;
// 3> 我们用户,可以同时等待多个请求, 并发请求数;
// WaitForMultipleObjects
failed:
system("pause");
return 0;
}
libuv
libuv简介
1: 开源跨平台的异步IO库, 主要功能有网络异步,文件异步等。
2: libuv主页: http://libuv.org/
3: libuv是node.js的底层库;
4: libuv的事件循环模型:
epoll, kqueue, IOCP, event ports;
异步 TCP 与 UDP sockets;
DNS 解析
异步文件读写;
信号处理;
高性能定时器;
进程/线程池;
libuv原理
1:异步: 在用户层同时管理多个句柄请求。
2: loop循环等待所有的事件和句柄,管理好所有的这些请求。
3: 当其中一个请求完成后,loop就会监测得到然后调用用户指定的回掉函数处理;
4: 例如loop监听所有的socket,有数据来了后,loop就会处理,然后转到用户指定的回调函数。
5: libuv编写思想:
1> 创建一个对象, 例如socket;
2> 给loop管理这个对象;
3> 并指定一个回调函数,当有事件发生的时候调用这个回调函数, callback;
6: 1>向loop发送请求;
2>指定结束后的回调函数;
3>当请求结束后,调用调函数;
TCP服务器搭建
首先需要下载libuv库,导入到工程中,设置好include的路径和链接上对应的库
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "uv.h"
/*
uv_handle_s 数据结构:
UV_HANDLE_FIELDS
uv_stream_t 数据结构;
UV_HANDLE_FIELDS
UV_STREAM_FIELDS
uv_tcp_t 数据结构;
UV_HANDLE_FIELDS
UV_STREAM_FIELDS
UV_TCP_PRIVATE_FIELDS
uv_tcp_t is uv_stream_t is uv_handle_t;
*/
static uv_loop_t* loop = NULL;
static uv_tcp_t l_server; // 监听句柄;
// 当我们的event loop检车到handle上有数据可以读的时候,
// 就会调用这个函数, 让这个函数给event loop准备好读入数据的内存;
// event loop知道有多少数据,suggested_size,
// handle: 发生读时间的handle;
// suggested_size: 建议我们分配多大的内存来保存这个数据;
// uv_buf_t: 我们准备好的内存,通过uv_buf_t,告诉even loop;
static void
uv_alloc_buf(uv_handle_t* handle,
size_t suggested_size,
uv_buf_t* buf) {
if (handle->data != NULL) {
free(handle->data);
handle->data = NULL;
}
buf->base = malloc(suggested_size + 1);
buf->len = suggested_size;
handle->data = buf->base;
}
static void
on_close(uv_handle_t* handle) {
printf("close client\n");
if (handle->data) {
free(handle->data);
handle->data = NULL;
}
}
static void
on_shutdown(uv_shutdown_t* req, int status) {
uv_close((uv_handle_t*)req->handle, on_close);
free(req);
}
static void
after_write(uv_write_t* req, int status) {
if (status == 0) {
printf("write success\n");
}
uv_buf_t* w_buf = req->data;
if (w_buf) {
free(w_buf);
}
free(req);
}
// 参数:
// uv_stream_t* handle --> uv_tcp_t;
// nread: 读到了多少字节的数据;
// uv_buf_t: 我们的数据都读到到了哪个buf里面, base;
static void after_read(uv_stream_t* stream,
ssize_t nread,
const uv_buf_t* buf) {
// 连接断开了;
if (nread < 0) {
uv_shutdown_t* reg = malloc(sizeof(uv_shutdown_t));
memset(reg, 0, sizeof(uv_shutdown_t));
uv_shutdown(reg, stream, on_shutdown);
return;
}
// end
buf->base[nread] = 0;
printf("recv %d\n", nread);
printf("%s\n", buf->base);
// 测试发送给我们的 客户端;
uv_write_t* w_req = malloc(sizeof(uv_write_t));
uv_buf_t* w_buf = malloc(sizeof(uv_buf_t));
w_buf->base = buf->base;
w_buf->len = nread;
w_req->data = w_buf;
uv_write(w_req, stream, w_buf, 1, after_write);
}
static void
uv_connection(uv_stream_t* server, int status) {
printf("new client comming\n");
// 接入客户端;
uv_tcp_t* client = malloc(sizeof(uv_tcp_t));
memset(client, 0, sizeof(uv_tcp_t));
uv_tcp_init(loop, client);
uv_accept(server, (uv_stream_t*)client);
// end
// 告诉event loop,让他帮你管理哪个事件;
uv_read_start((uv_stream_t*)client, uv_alloc_buf, after_read);
}
int main(int argc, char** argv) {
int ret;
loop = uv_default_loop();
// Tcp 监听服务;
uv_tcp_init(loop, &l_server); // 将l_server监听句柄加入到event loop里面;
// 你需要event loop来给你做那种管理呢?配置你要的管理类型;
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", 6080, &addr); // ip地址, 端口
ret = uv_tcp_bind(&l_server, (const struct sockaddr*) &addr, 0);
if (ret != 0) {
goto failed;
}
// 让event loop来做监听管理,当我们的l_server句柄上有人连接的时候;
// event loop就会调用用户指定的这个处理函数uv_connection;
uv_listen((uv_stream_t*)&l_server, SOMAXCONN, uv_connection);
uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
failed:
printf("end\n");
system("pause");
return 0;
}
UDP服务器搭建
客户端
客户端:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
int main(int argc, char** argv) {
WSADATA ws;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &ws);
SOCKET client = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
// 可以bind也可以不绑,如果不要求别人先发给你可以不bind;
// end
SOCKADDR_IN addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(6080);
addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int len = sizeof(SOCKADDR_IN);
int send_len = sendto(client, "Hello", 5, 0, (const SOCKADDR*)&addr, len);
printf("send_len = %d\n", send_len);
char buf[128];
SOCKADDR_IN sender_addr; // 收到谁发的数据包的地址;
int recv_len = recvfrom(client, buf, 128, 0, &sender_addr, &len);
if (recv_len > 0) {
buf[recv_len] = 0; // 加上结尾符号;
printf("%s\n", buf);
}
WSACleanup();
system("pause");
return 0;
}
不用libuv版本的服务器
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <WinSock2.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
int main(int argc, char** argv) {
WSADATA ws;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &ws);
SOCKET client = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
// 可以bind也可以不绑,如果不要求别人先发给你可以不bind;
// end
SOCKADDR_IN addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(6080);
addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("127.0.0.1");
int len = sizeof(SOCKADDR_IN);
int send_len = sendto(client, "Hello", 5, 0, (const SOCKADDR*)&addr, len);
printf("send_len = %d\n", send_len);
char buf[128];
SOCKADDR_IN sender_addr; // 收到谁发的数据包的地址;
int recv_len = recvfrom(client, buf, 128, 0, &sender_addr, &len);
if (recv_len > 0) {
buf[recv_len] = 0; // 加上结尾符号;
printf("%s\n", buf);
}
WSACleanup();
system("pause");
return 0;
}
libuv的UDP服务器
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "uv.h"
static uv_loop_t* event_loop = NULL;
static uv_udp_t server; // UDP的句柄;
static void
uv_alloc_buf(uv_handle_t* handle,
size_t suggested_size,
uv_buf_t* buf) {
if (handle->data != NULL) {
free(handle->data);
handle->data = NULL;
}
handle->data = malloc(suggested_size + 1); // +1测试的时候,我要收字符串,所以呢要加上1来访结尾符号;
buf->base = handle->data;
buf->len = suggested_size;
}
static void
on_uv_udp_send_end(uv_udp_send_t* req, int status) {
if (status == 0) {
printf("send sucess\n");
}
free(req);
}
static void
after_uv_udp_recv(uv_udp_t* handle,
ssize_t nread,
const uv_buf_t* buf,
const struct sockaddr* addr, // 发过来数据包的IP地址 + 端口;
unsigned flags) {
char ip_addr[128];
uv_ip4_name((struct sockaddr_in*)addr, ip_addr, 128);
int port = ntohs(((struct sockaddr_in*)addr)->sin_port);
printf("ip: %s:%d nread = %d\n", ip_addr, port, nread);
char* str_buf = handle->data;
str_buf[nread] = 0;
printf("recv %s\n", str_buf);
uv_buf_t w_buf;
w_buf = uv_buf_init("PING", 4);
// 写数据;
uv_udp_send_t* req = malloc(sizeof(uv_udp_send_t));
uv_udp_send(req, handle, &w_buf, 1, addr, on_uv_udp_send_end);
// end
}
int main(int argc, char** argv) {
event_loop = uv_default_loop();
memset(&server, 0 ,sizeof(uv_udp_t));
uv_udp_init(event_loop, &server);
// bind端口;
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", 6080, &addr);
uv_udp_bind(&server, (const struct sockaddr*)&addr, 0);
// end
// 告诉事件循环,你要他管理recv事件;
uv_udp_recv_start(&server, uv_alloc_buf, after_uv_udp_recv);
uv_run(event_loop, UV_RUN_DEFAULT);
system("pause");
return 0;
}
定时器设计
源码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "uv.h"
#include "time_list.h"
#define my_malloc malloc
#define my_free free
struct timer {
uv_timer_t uv_timer; // libuv timer handle
void(*on_timer)(void* udata);
void* udata;
int repeat_count; // -1一直循环;
};
static struct timer*
alloc_timer(void(*on_timer)(void* udata),
void* udata, int repeat_count) {
struct timer* t = my_malloc(sizeof(struct timer));
memset(t, 0, sizeof(struct timer));
t->on_timer = on_timer;
t->repeat_count = repeat_count;
t->udata = udata;
uv_timer_init(uv_default_loop(), &t->uv_timer);
return t;
}
static void
free_timer(struct timer* t) {
my_free(t);
}
static void
on_uv_timer(uv_timer_t* handle) {
struct timer* t = handle->data;
if (t->repeat_count < 0) { // 不断的触发;
t->on_timer(t->udata);
}
else {
t->repeat_count --;
t->on_timer(t->udata);
if (t->repeat_count == 0) { // 函数time结束
uv_timer_stop(&t->uv_timer); // 停止这个timer
free_timer(t);
}
}
}
struct timer*
schedule(void(*on_timer)(void* udata),
void* udata,
int after_msec,
int repeat_count) {
struct timer* t = alloc_timer(on_timer, udata, repeat_count);
// 启动一个timer;
t->uv_timer.data = t;
uv_timer_start(&t->uv_timer, on_uv_timer, after_msec, after_msec);
// end
return t;
}
void
cancel_timer(struct timer* t) {
if (t->repeat_count == 0) { // 全部触发完成,;
return;
}
uv_timer_stop(&t->uv_timer);
free_timer(t);
}
struct timer*
schedule_once(void(*on_timer)(void* udata),
void* udata,
int after_msec) {
return schedule(on_timer, udata, after_msec, 1);
}
#ifndef __MY_TIMER_LIST_H__
#define __MY_TIMER_LIST_H__
// on_timer是一个回掉函数,当timer触发的时候调用;
// udata: 是用户传的自定义的数据结构;
// on_timer执行的时候 udata,就是你这个udata;
// after_sec: 多少秒开始执行;
// repeat_count: 执行多少次, repeat_count == -1一直执行;
// 返回timer的句柄;
struct timer;
struct timer*
schedule(void(*on_timer)(void* udata),
void* udata,
int after_msec,
int repeat_count);
// 取消掉这个timer;
void
cancel_timer(struct timer* t);
struct timer*
schedule_once(void(*on_timer)(void* udata),
void* udata,
int after_msec);
#endif
使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "uv.h"
// 获取当前系统从开机到现在运行了多少毫秒;
#ifdef WIN32
#include <windows.h>
static unsigned int
get_cur_ms() {
return GetTickCount();
}
#else
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#include <limits.h>
static unsigned int
get_cur_ms() {
struct timeval tv;
// struct timezone tz;
gettimeofday(&tv, NULL);
return ((tv.tv_usec / 1000) + tv.tv_sec * 1000);
}
#endif
static uv_loop_t* event_loop = NULL;
#include "time_list.h"
struct timer* t = NULL;
static void
on_time_func(void* udata) {
static int count = 0;
char* str = (udata);
printf("%s\n", str);
count++;
if (count == 10) {
cancel_timer(t);
}
}
static void
on_time_func2(void* udata) {
char* str = (udata);
printf("%s\n", str);
}
int main(int argc, char** argv) {
event_loop = uv_default_loop();
// 每隔5秒掉一次,掉4次;
t = schedule(on_time_func, "HelloWorld!!!", 1000, -1);
//
schedule_once(on_time_func2, "CallFunc!!!", 1000);
uv_run(event_loop, UV_RUN_DEFAULT);
system("pause");
return 0;
}
异步文件读写
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include "uv.h"
/*
uv_fs_open:
loop: 事件循环,
uv_fs_t req请求对象;
path: 文件路径
flags: 标志0
mode: 可读,可写... O_RDONLY O_RDWR...
*/
static uv_loop_t* event_loop = NULL;
static uv_fs_t req;
static uv_fs_t w_req;
static uv_file fs_handle;
static char mem_buffer[1024];
/*
uv_file
文件句柄对象: 打开文件以后的文件handle
uv_fs_t
result,每次请求的结果都是这个值来返回;
打开文件: result返回打开文件句柄对象uv_file;
读文件: result读到的数据长度;
写文件: result为写入的数据长度;
*/
/*
释放掉这个请求req所占的资源
uv_req_cleanup(req);
*/
/*
stdin: 标注的输入文件, scanf, cin>>
stdout: 标准的输出文件 printf;
fprintf(stdout, "xxxxxxx");
每个进程在运行的时候:
stdin文件句柄与stdout这个文件句柄始终是打开的;
stdin:标准的输入文件,
stdout: 标准的输出;
*/
static void
after_read(uv_fs_t* req) {
printf("read %d byte\n", req->result);
mem_buffer[req->result] = 0; // 字符串结尾;
printf("%s\n", mem_buffer);
uv_fs_req_cleanup(req);
uv_fs_close(event_loop, req, fs_handle, NULL);
uv_fs_req_cleanup(req);
}
static void
on_open_fs_cb(uv_fs_t* req) {
// 打开文件
fs_handle = req->result;
uv_fs_req_cleanup(req);
printf("open success end\n");
uv_buf_t buf = uv_buf_init(mem_buffer, 1024);
uv_fs_read(event_loop, req,
fs_handle, &buf, 1, 0,
after_read);
}
int main(int argc, char** argv) {
event_loop = uv_default_loop();
// step1:打开文件:
uv_fs_open(event_loop, &req,
"./test.txt", 0,
O_RDONLY, on_open_fs_cb);
uv_buf_t w_buf = uv_buf_init("Good! BYCW!!!!", 12);
uv_fs_write(event_loop, &w_req, (uv_file)1, &w_buf, 1, 0, NULL);
uv_fs_req_cleanup(&w_req);
uv_run(event_loop, UV_RUN_DEFAULT);
system("pause");
return 0;
}
websocket协议
1: websocket是基于TCP的一种协议,是H5的一种传输协议;
2: websocket连接协议;
3: websocket 发送数据协议;
4: websocket 接受数据协议;
5: websocket 关闭协议;
建立连接
1:客户端向服务器发送http报文,服务器处理后回客户端连接报文;
2: 客户端发过来的报文:
GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
3: 服务器回应客户端报文:
:key+migic , SHA-1 加密, base-64 加密
key=”来自客户端的随机”, migic = “258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”;
static char *wb_accept = “HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n”
“Upgrade:websocket\r\n”
“Connection: Upgrade\r\n”
“Sec-WebSocket-Accept: %s\r\n”
“WebSocket-Protocol:chat\r\n\r\n”;
Sec-WebSocket-Key/Accept的作用
- 避免服务端收到非法的websocket连接(比如http客户端不小心请求连接websocket服务,此时服务端可以直接拒绝连接)
- 确保服务端理解websocket连接。因为ws握手阶段采用的是http协议,因此可能ws连接是被一个http服务器处理并返回的,此时客户端可以通过Sec-WebSocket-Key来确保服务端认识ws协议。(并非百分百保险,比如总是存在那么些无聊的http服务器,光处理Sec-WebSocket-Key,但并没有实现ws协议。。。)
- 用浏览器里发起ajax请求,设置header时,Sec-WebSocket-Key以及其他相关的header是被禁止的。这样可以避免客户端发送ajax请求时,意外请求协议升级(websocket upgrade)
可以防止反向代理(不理解ws协议)返回错误的数据。比如反向代理前后收到两次ws连接的升级请求,反向代理把第一次请求的返回给cache住,然后第二次请求到来时直接把cache住的请求给返回(无意义的返回)。 - Sec-WebSocket-Key主要目的并不是确保数据的安全性,因为Sec-WebSocket-Key、Sec-WebSocket-Accept的转换计算公式是公开的,而且非常简单,最主要的作用是预防一些常见的意外情况(非故意的)。
关闭连接
1: 主动关闭socket
2: 客户端关闭socket:
收到 0x88 开头的数据包;
收到tcp socket关闭事件;
发送数据
- 固定字节(0x81)
- 包长度字节
- 原始数据
接收数据
1)固定字节(1000 0001或1000 0010);
2)包长度字节, 去掉最高位, 剩下7为得到一个整数(0, 127);125以内的长度直接表示就可以了;
126表示后面两个字节表示大小,127表示后面的8个字节是数据的长度;(高位存在低地址)
3)mark 掩码为包长之后的 4 个字节
4)兄弟数据:
得到真实数据的方法:将兄弟数据的每一字节 x ,和掩码的第 i%4 字节做 xor 运算,其中 i 是 x 在兄弟数据中的索引
代码
客户端网页
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>skynet WebSocket example</title>
</head>
<body>
<script>
var ws = new WebSocket('ws://127.0.0.1:8001/ws');
ws.onopen = function(){
alert("open");
ws.send('WebSocket');
};
ws.onmessage = function(ev){
alert(ev.data);
};
ws.onclose = function(ev){
alert("close");
};
ws.onerror = function(ev){
console.log(ev);
alert("error");
};
</script>
</body>
</html>
服务器
该代码在前面的TCP服务器的基础上修改
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "../3rd/http_parser/http_parser.h"
#include "../3rd/crypto/sha1.h"
#include "../3rd/crypto/base64_encoder.h"
#include "uv.h"
struct ws_context {
int is_shake_hand; // 是否已经握手
char* data; // 读取数据的buf
};
static uv_loop_t* loop = NULL;
static uv_tcp_t l_server; // 监听句柄;
static void
uv_alloc_buf(uv_handle_t* handle,
size_t suggested_size,
uv_buf_t* buf) {
struct ws_context* wc = handle->data;
if (wc->data != NULL) {
free(wc->data);
wc->data = NULL;
}
buf->base = malloc(suggested_size + 1);
buf->len = suggested_size;
wc->data = buf->base;
}
static void
on_close(uv_handle_t* handle) {
printf("close client\n");
if (handle->data) {
struct ws_context* wc = handle->data;
free(wc->data);
wc->data = NULL;
free(wc);
handle->data = NULL;
}
free(handle);
}
static void
on_shutdown(uv_shutdown_t* req, int status) {
uv_close((uv_handle_t*)req->handle, on_close);
free(req);
}
static void
after_write(uv_write_t* req, int status) {
if (status == 0) {
printf("write success\n");
}
uv_buf_t* w_buf = req->data;
if (w_buf) {
free(w_buf->base);
free(w_buf);
}
free(req);
}
static void
send_data(uv_stream_t* stream, unsigned char* send_data, int send_len) {
uv_write_t* w_req = malloc(sizeof(uv_write_t));
uv_buf_t* w_buf = malloc(sizeof(uv_buf_t));
unsigned char* send_buf = malloc(send_len);
memcpy(send_buf, send_data, send_len);
w_buf->base = send_buf;
w_buf->len = send_len;
w_req->data = w_buf;
uv_write(w_req, stream, w_buf, 1, after_write);
}
static char filed_sec_key[512];
static char value_sec_key[512];
static int is_sec_key = 0;
static int has_sec_key = 0;
static int
on_ws_header_field(http_parser* p, const char *at, size_t length) {
if (strncmp(at, "Sec-WebSocket-Key", length) == 0) {
is_sec_key = 1;
}
else {
is_sec_key = 0;
}
return 0;
}
static int
on_ws_header_value(http_parser* p, const char *at, size_t length) {
if (!is_sec_key) {
return 0;
}
strncpy(value_sec_key, at, length);
value_sec_key[length] = 0;
has_sec_key = 1;
return 0;
}
//
static char* wb_migic = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";
// base64(sha1(key + wb_migic))
static char *wb_accept = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"
"Upgrade:websocket\r\n"
"Connection: Upgrade\r\n"
"Sec-WebSocket-Accept: %s\r\n"
"WebSocket-Protocol:chat\r\n\r\n";
static void
ws_connect_shake_hand(uv_stream_t* stream, unsigned char* data, int data_len) {
http_parser_settings settings;
http_parser_settings_init(&settings);
settings.on_header_field = on_ws_header_field;
settings.on_header_value = on_ws_header_value;
http_parser p;
http_parser_init(&p, HTTP_REQUEST);
is_sec_key = 0;
has_sec_key = 0;
http_parser_execute(&p, &settings, data, data_len);
if (has_sec_key) { // 解析到了websocket里面的Sec-WebSocket-Key
printf("Sec-WebSocket-Key: %s\n", value_sec_key);
// key + migic
static char key_migic[512];
static char sha1_key_migic[SHA1_DIGEST_SIZE];
static char send_client[512];
int sha1_size;
sprintf(key_migic, "%s%s", value_sec_key, wb_migic);
crypt_sha1((unsigned char*)key_migic, strlen(key_migic), (unsigned char*)&sha1_key_migic, &sha1_size);
int base64_len;
char* base_buf = base64_encode(sha1_key_migic, sha1_size, &base64_len);
sprintf(send_client, wb_accept, base_buf);
base64_encode_free(base_buf);
send_data(stream, (unsigned char*)send_client, strlen(send_client));
}
}
static void
ws_send_data(uv_stream_t* stream, unsigned char* data, int len) {
int head_size = 2;
if (len > 125 && len < 65536) { // 两个字节[0, 65535]
head_size += 2;
}
else if (len >= 65536) { // 不做处理
head_size += 8;
}
unsigned char* data_buf = malloc(head_size + len);
data_buf[0] = 0x81;
if (len <= 125) {
data_buf[1] = len;
}
else if (len > 125 && len < 65536) {
data_buf[1] = 126;
data_buf[2] = (len & 0x0000ff00) >> 8;
data_buf[3] = (len & 0x000000ff);
}
else { // 127不写了
return;
}
memcpy(data_buf + head_size, data, len);
send_data(stream, data_buf, head_size + len);
free(data_buf);
}
// 收到的是一个数据包;
static void
ws_on_recv_data(uv_stream_t* stream,
unsigned char* data, unsigned int len) {
if (data[0] != 0x81 && data[0] != 0x82) {
return;
}
unsigned int data_len = data[1] & 0x0000007f;
int head_size = 2;
if (data_len == 126) { // 后面两个字节表示的是数据长度;data[2], data[3]
data_len = data[3] | (data[2] << 8);
head_size += 2;
}
else if (data_len == 127) { // 后面8个字节表示数据长度; 2, 3, 4, 5 | 6, 7, 8, 9
unsigned int low = data[5] | (data[4] << 8) | (data[3] << 16) | (data[2] << 24);
unsigned int hight = data[9] | (data[8] << 8) | (data[7] << 16) | (data[6] << 24);
data_len = low;
head_size += 8;
}
unsigned char* mask = data + head_size;
unsigned char* body = data + head_size + 4;
for (unsigned int i = 0; i < data_len; i++) { // 遍历后面所有的数据;
body[i] = body[i] ^ mask[i % 4];
}
// test
static char test_buf[4096];
memcpy(test_buf, body, data_len);
test_buf[data_len] = 0;
printf("%s\n", test_buf);
// 发送协议
ws_send_data(stream, "Hello", strlen("Hello"));
// end
}
static void after_read(uv_stream_t* stream,
ssize_t nread,
const uv_buf_t* buf) {
// 连接断开了;
if (nread < 0) {
uv_shutdown_t* reg = malloc(sizeof(uv_shutdown_t));
memset(reg, 0, sizeof(uv_shutdown_t));
uv_shutdown(reg, stream, on_shutdown);
return;
}
// end
printf("start websocket!!!\n");
struct ws_context* wc = stream->data;
// 如果没有握手,就进入websocket握手协议
if (wc->is_shake_hand == 0) {
ws_connect_shake_hand(stream, buf->base, buf->len);
wc->is_shake_hand = 1;
return;
}
// end
// 如果客户端主动关闭;0x88, 状态码
if ((unsigned char)(buf->base[0]) == 0x88) { // 关闭
printf("ws closing!!!!");
return;
}
// end
// ws正常的数据, 暂时不处理粘包这些问题;
// 假设我们一次性都可以收完websocket发过来的数据包;
ws_on_recv_data(stream, buf->base, nread);
// end
}
static void
uv_connection(uv_stream_t* server, int status) {
printf("new client comming\n");
uv_tcp_t* client = malloc(sizeof(uv_tcp_t));
memset(client, 0, sizeof(uv_tcp_t));
uv_tcp_init(loop, client);
uv_accept(server, (uv_stream_t*)client);
struct ws_context* wc = malloc(sizeof(struct ws_context));
memset(wc, 0, sizeof(struct ws_context));
client->data = wc;
uv_read_start((uv_stream_t*)client, uv_alloc_buf, after_read);
}
int main(int argc, char** argv) {
int ret;
loop = uv_default_loop();
uv_tcp_init(loop, &l_server);
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", 8001, &addr); // ip地址, 端口
ret = uv_tcp_bind(&l_server, (const struct sockaddr*) &addr, 0);
if (ret != 0) {
goto failed;
}
uv_listen((uv_stream_t*)&l_server, SOMAXCONN, uv_connection);
uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
failed:
printf("end\n");
system("pause");
return 0;
}
总结
WebSocket是一种基于TCP协议的双向通信协议,与HTTP/HTTPS协议相比,具有更低的延迟和更高的实时性。使用WebSocket协议可以实现实时通信、数据推送、在线游戏等功能。但是,WebSocket协议并没有被广泛采用的原因有以下几个方面:
兼容性问题:WebSocket协议是HTML5标准中新增的协议,对于较老的浏览器可能不支持。虽然现代主流浏览器已经支持WebSocket协议,但是在一些特殊情况下(例如企业内部应用、旧版浏览器等),WebSocket协议的兼容性可能成为问题。
安全问题:由于WebSocket协议实现了双向通信,因此在网络安全方面需要更加关注。例如,在进行WebSocket通信时需要进行恰当的身份验证和加密,以避免数据泄露和劫持等问题。
部署和负载问题:WebSocket协议需要建立长连接,因此在部署WebSocket服务时需要考虑服务器负载和连接管理等问题。如果不恰当地部署WebSocket服务,可能会导致服务器资源浪费、连接管理不当等问题。
用处有限:对于大多数网站来说,HTTP请求已经能满足需求。使用WebSocket可以带来实时性改善,但对许多网站功能影响不大。所以如果没有实时交互等强需求,就不一定需要引入WebSocket。
尽管WebSocket协议存在一些问题,但是在特定的场景下仍然是一种非常有用的协议。例如,在实时通信、数据推送、在线游戏等场景下,WebSocket协议可以发挥出其优势。
HTTP服务器
步骤:
1: 等待socket 连接进来;
2: 接收socket发送过来的数据;–> http协议格式的请求数据包
3: http解析url
4: 根据url来找对应的响应处理;
5: 将要返回的数据打包成http响应格式,发给客户端;
6: 关闭客户端的连接;
以Get请求为例:
1: 客户端提交请求;
2: 服务端解析get的url找到对应的响应;
3: 服务端解析get参数;
5: 处理,返回结果给客户端:
“HTTP/1.1 %d %s\r\n” 状态码,状态描述
“transfer-encoding:%s\r\n”, “identity”
“content-length: %d\r\n\r\n” 内容长度
body数据
6: get携带参数格式?uname=xiaoming&key=18074532323
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "uv.h"
#include "../3rd/http_parser/http_parser.h"
/*
url 注册管理模块
*/
typedef void(*web_get_handle)(uv_stream_t* stream, char* url);
typedef void(*web_post_handle)(uv_stream_t* stream, char* url, char* body);
struct url_node {
char* url; // url地址
web_get_handle get; // url地址对应的处理函数;
web_post_handle post; // url地址对应的post函数
};
static struct url_node*
alloc_url_node(char* url, web_get_handle get, web_post_handle post) {
struct url_node* node = malloc(sizeof(struct url_node));
memset(node, 0, sizeof(struct url_node));
node->url = strdup(url);
node->get = get;
node->post = post;
return node;
}
static struct url_node* url_node[1024];
static int url_count = 0;
static void
register_web_handle(char* url, web_get_handle get, web_post_handle post) {
url_node[url_count] = alloc_url_node(url, get, post);
url_count ++;
}
static struct url_node*
get_url_node(char* url, int len) {
for (int i = 0; i < url_count; i++) {
if (strncmp(url, url_node[i]->url, len) == 0) {
return url_node[i];
}
}
return NULL;
}
/*
{
[100] = "Continue",
[101] = "Switching Protocols",
[200] = "OK",
[201] = "Created",
[202] = "Accepted",
[203] = "Non-Authoritative Information",
[204] = "No Content",
[205] = "Reset Content",
[206] = "Partial Content",
[300] = "Multiple Choices",
[301] = "Moved Permanently",
[302] = "Found",
[303] = "See Other",
[304] = "Not Modified",
[305] = "Use Proxy",
[307] = "Temporary Redirect",
[400] = "Bad Request",
[401] = "Unauthorized",
[402] = "Payment Required",
[403] = "Forbidden",
[404] = "Not Found",
[405] = "Method Not Allowed",
[406] = "Not Acceptable",
[407] = "Proxy Authentication Required",
[408] = "Request Time-out",
[409] = "Conflict",
[410] = "Gone",
[411] = "Length Required",
[412] = "Precondition Failed",
[413] = "Request Entity Too Large",
[414] = "Request-URI Too Large",
[415] = "Unsupported Media Type",
[416] = "Requested range not satisfiable",
[417] = "Expectation Failed",
[500] = "Internal Server Error",
[501] = "Not Implemented",
[502] = "Bad Gateway",
[503] = "Service Unavailable",
[504] = "Gateway Time-out",
[505] = "HTTP Version not supported",
}
*/
/*
uv_handle_s 数据结构:
UV_HANDLE_FIELDS
uv_stream_t 数据结构;
UV_HANDLE_FIELDS
UV_STREAM_FIELDS
uv_tcp_t 数据结构;
UV_HANDLE_FIELDS
UV_STREAM_FIELDS
UV_TCP_PRIVATE_FIELDS
uv_tcp_t is uv_stream_t is uv_handle_t;
*/
static uv_loop_t* loop = NULL;
static uv_tcp_t l_server; // 监听句柄;
// 当我们的event loop检车到handle上有数据可以读的时候,
// 就会调用这个函数, 让这个函数给event loop准备好读入数据的内存;
// event loop知道有多少数据,suggested_size,
// handle: 发生读时间的handle;
// suggested_size: 建议我们分配多大的内存来保存这个数据;
// uv_buf_t: 我们准备好的内存,通过uv_buf_t,告诉even loop;
static void
uv_alloc_buf(uv_handle_t* handle,
size_t suggested_size,
uv_buf_t* buf) {
if (handle->data != NULL) {
free(handle->data);
handle->data = NULL;
}
buf->base = malloc(suggested_size + 1);
buf->len = suggested_size;
handle->data = buf->base;
}
static void
on_close(uv_handle_t* handle) {
printf("close client\n");
if (handle->data) {
free(handle->data);
handle->data = NULL;
}
}
static void
on_shutdown(uv_shutdown_t* req, int status) {
uv_close((uv_handle_t*)req->handle, on_close);
free(req);
}
static void
after_write(uv_write_t* req, int status) {
if (status == 0) {
printf("write success\n");
}
uv_buf_t* w_buf = req->data;
if (w_buf) {
free(w_buf);
}
free(req);
}
static void
send_data(uv_stream_t* stream, unsigned char* send_data, int send_len) {
uv_write_t* w_req = malloc(sizeof(uv_write_t));
uv_buf_t* w_buf = malloc(sizeof(uv_buf_t));
unsigned char* send_buf = malloc(send_len);
memcpy(send_buf, send_data, send_len);
w_buf->base = send_buf;
w_buf->len = send_len;
w_req->data = w_buf;
uv_write(w_req, stream, w_buf, 1, after_write);
}
static char req_url[4096];
int on_url(http_parser* p, const char *at, size_t length) {
strncpy(req_url, at, length);
req_url[length] = 0;
return 0;
}
static int
filter_url(char* url) {
char* walk = url;
int len = 0;
while (*url != '?' && *url != '\0') {
len++;
url++;
}
return len;
}
static void
on_http_request(uv_stream_t* stream, char* req, int len) {
http_parser_settings settings;
http_parser_settings_init(&settings);
settings.on_url = on_url;
http_parser p;
http_parser_init(&p, HTTP_REQUEST);
http_parser_execute(&p, &settings, req, len);
// http get是可以携带参数的:
// http://www.baidu.com:6080/test?name=xiaoming&age=34
int url_len = filter_url(req_url);
struct url_node* node = get_url_node(req_url, url_len);
printf("%s\n", req_url);
if (node == NULL) {
return;
}
switch (p.method) { // 请求方法
case HTTP_GET:
if (node->get != NULL) {
node->get(stream, req_url);
}
break;
case HTTP_POST:
if (node->post != NULL) {
}
break;
}
}
// 参数:
// uv_stream_t* handle --> uv_tcp_t;
// nread: 读到了多少字节的数据;
// uv_buf_t: 我们的数据都读到到了哪个buf里面, base;
static void after_read(uv_stream_t* stream,
ssize_t nread,
const uv_buf_t* buf) {
// 连接断开了;
if (nread < 0) {
uv_shutdown_t* reg = malloc(sizeof(uv_shutdown_t));
memset(reg, 0, sizeof(uv_shutdown_t));
uv_shutdown(reg, stream, on_shutdown);
return;
}
// end
buf->base[nread] = 0;
printf("recv %d\n", nread);
printf("%s\n", buf->base);
// 处理
on_http_request(stream, buf->base, buf->len);
// end
}
static void
uv_connection(uv_stream_t* server, int status) {
printf("new client comming\n");
// 接入客户端;
uv_tcp_t* client = malloc(sizeof(uv_tcp_t));
memset(client, 0, sizeof(uv_tcp_t));
uv_tcp_init(loop, client);
uv_accept(server, (uv_stream_t*)client);
// end
// 告诉event loop,让他帮你管理哪个事件;
uv_read_start((uv_stream_t*)client, uv_alloc_buf, after_read);
}
static void
test_get(uv_stream_t* stream, char* url) {
printf("%s\n", url);
char* body = "SUCCESS TEST1";
static char respons_buf[4096];
char* walk = respons_buf;
sprintf(walk, "HTTP/1.1 %d %s\r\n", 200, "OK");
walk += strlen(walk);
sprintf(walk, "transfer-encoding:%s\r\n", "identity");
walk += strlen(walk);
sprintf(walk, "content-length: %d\r\n\r\n", strlen(body));
walk += strlen(walk);
sprintf(walk, "%s", body);
send_data(stream, respons_buf, strlen(respons_buf));
}
static void
test2_get(uv_stream_t* stream, char* url) {
printf("%s\n", url);
char* body = "SUCCESS TEST2";
static char respons_buf[4096];
char* walk = respons_buf;
sprintf(walk, "HTTP/1.1 %d %s\r\n", 200, "OK");
walk += strlen(walk);
sprintf(walk, "transfer-encoding:%s\r\n", "identity");
walk += strlen(walk);
sprintf(walk, "content-length: %d\r\n\r\n", strlen(body));
walk += strlen(walk);
sprintf(walk, "%s", body);
send_data(stream, respons_buf, strlen(respons_buf));
}
int main(int argc, char** argv) {
// 注册一下web请求函数
register_web_handle("/test", test_get, NULL);
register_web_handle("/test2", test2_get, NULL);
// end
int ret;
loop = uv_default_loop();
// Tcp 监听服务;
uv_tcp_init(loop, &l_server); // 将l_server监听句柄加入到event loop里面;
// 你需要event loop来给你做那种管理呢?配置你要的管理类型;
struct sockaddr_in addr;
uv_ip4_addr("0.0.0.0", 6080, &addr); // ip地址, 端口
ret = uv_tcp_bind(&l_server, (const struct sockaddr*) &addr, 0);
if (ret != 0) {
goto failed;
}
// 让event loop来做监听管理,当我们的l_server句柄上有人连接的时候;
// event loop就会调用用户指定的这个处理函数uv_connection;
uv_listen((uv_stream_t*)&l_server, SOMAXCONN, uv_connection);
uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);
failed:
printf("end\n");
system("pause");
return 0;
}
多线程与工作队列
1: 线程相关函数:
uv_thread_create: 创建一个线程;
uv_thread_self: 获取当前线程id号;
uv_thread_join: 等待线程结束;
2: 锁:
uv_mutex_init: 初始化锁;
uv_mutex_destroy: 销毁锁;
uv_mutex_lock: 获取锁,如果被占用,就等待;
uv_mutex_trylock: 尝试获取锁,如果获取不到,直接返回,不等待;
uv_mutex_unlock: 释放锁;
3: 等待/触发事件;
uv_cond_init: 创建条件事件;
uv_cond_destroy: 销毁条件事件;
uv_cond_signal: 触发条件事件;
uv_cond_broadcast: 广播条件事件;
uv_cond_wait/uv_cond_timedwait: 等待事件/等待事件超时;
工作队列:
1: libuv在启动的时候会创建一个线程池;
2: 线程池默认启动的线程数目是4个,最大是128个线程;
3: uv_queue_work工作队列原理:
step1: libuv启动线程池,等待任务的调度;
step2: 用户给工作队列一个执行函数,工作队列执行完后,通知主线程;
step3: 主线程在执行之前设置的回掉函数;
4: 工作队列的使用:
有很多操作,比如读文件,比如读数据库,比如读redis都会等待,所以使用工作队列,
可以工作队列来执行,然后通知主线程,这样就不会卡主线程了。给工作队列一个任务(函数),并指定好任务完成的回掉函数,线程池就会调度去执行这个任务函数,完成后,通知主线程,主线程调用回掉函数;
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "uv.h"
// 工作队列的用处:
// 1:复杂的算法放到工作队列 ;
// 2:IO放到我们工作队列,获取数据库结果;
// ....
// 是在线程池里面另外一个线程里面调用,不在主线程;
static void
thread_work(uv_work_t* req) {
//
printf("user data = %d \n", (int)req->data);
printf("thread_work id 0x%d:\n", uv_thread_self());
}
// 当工作队列里面的线程执行完上面的任务后,通知主线程;
// 主线程调用这个函数;
static void
on_work_complete(uv_work_t* req, int status) {
printf("on_work_complete thread id 0x%d:\n", uv_thread_self());
}
int main(int argc, char** argv) {
uv_work_t uv_work;
printf("main id 0x%d:\n", uv_thread_self());
uv_work.data = (void*)6;
uv_queue_work(uv_default_loop(), &uv_work, thread_work, on_work_complete);
uv_run(uv_default_loop(), UV_RUN_DEFAULT);
system("pause");
return 0;
}
mysql数据库的搭建和操作
1: 去官网下载mysql的服务端: https://www.mysql.com/
下载mysql服务器
2: 安装好mysql服务,设置好初始化的根用户密码: 记住根用户的密码;
3: windows 启动服务: mysql notifier或windows服务管理器启动;
4: mysql客户端:
Mac OS: Sequel Pro/命令行
Windows: heidisql windows客户端/命令行;
Linux: 命令行;
5: heidisql: 安装:
将heidisql可执行文件放到mysql server对应的目录下;
7: heidisql连接数据库:
配置文件
Windows为my.ini,linux为my.cnf
1: 通讯端口: port, 默认是3306;
2: bind-address = 127.0.0.1
如果不能远程登陆,记得检查下这个参数,是否打开;
3: mysql数据库X小时无连接自动关闭, 默认8个小时;
interactive_timeout=28800000
wait_timeout=28800000
使用数据库
1: 数据库:
创建CREATE DATABASE user_center
使用一个数据库 USE user_center
;
1: 插入:
insert into table_name (col1, col2,…) values(v1
, v2
…);
2: 删除:
delete from table_name where 条件
3: 查找:
select * from table_name where 条件;
count(): 计算个数 ORDER BY 字段 / ORDER BY 字段 DESC
4: 修改
update table_name set col1 = value where 条件;
另外,项目中需要经常备份数据库.sql文件,可以在文件栏中选择导出对应的sql文件,并在导入时执行,数据就会回来
代码
1: mysql服务器提供了服务协议,客户端遵守它的协议给他发送数据;
2: mysql有很多针对不同开发语言的 实现了和服务器通讯的客户端库;
3: 开发人员使用这些遵守mysql协议的库与mysql进行数据通讯;
4: 这里使用: mysql-connector-c
环境搭建:
1: 创建项目;
2:下载 mysql-connector-c 库与头文件;
https://dev.mysql.com/downloads/connector/c/6.1.html
3: 配置好mysql的开发环境:
1>头文件搜索路径; 2>库文件搜索路径
4: 配置好win socket环境WSAStartup/WSACleanup
5: 运行时用的.dll文件;
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
// 只要使用socket,最好在开始的时候
// 都加上初始化WSAStartup;
#include <winsock.h>
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#pragma comment(lib, "libmysql.lib")
#include "mysql.h"
int main(int argc, char** argv) {
WSADATA wsa;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa);
// 创建一个mysql的连接;
MYSQL* pConn = mysql_init(NULL);
// 将这个连接,连接到对应的数据库,这样,我们的就和对应的数据库建立起了连接;
mysql_real_connect(pConn, "127.0.0.1", "root", "123456", "class_sql", 3306, NULL, 0);
// 数据库里面是utf8的编码,可是我们的VC里面不是得;
// 客户端要设置一下客户端的编码格式是多少,这样服务器就会把数据当作哪种格式来使用;
// mysql_query,执行命令的函数;
mysql_query(pConn, "set names gbk"); // gbk字符编码;
// 插入一条记录
#if 0
int ret = mysql_query(pConn, "insert into class_test (name, age, sex) values(4, 34, 1)");
if (ret != 0) {
printf("%s\n", mysql_error(pConn));
}
#endif
// end
// 修改一条记录
#if 0
int ret = mysql_query(pConn, "update class_test set name = \"xiaomingm\" where id = 9");
if (ret != 0) {
printf("%s\n", mysql_error(pConn));
}
int lines = mysql_affected_rows(pConn); // 打印出来受影响的行数;
printf("%d\n", lines);
#endif
//
// 删除一条记录
#if 0
int ret = mysql_query(pConn, "delete from class_test where id = 9");
if (ret != 0) {
printf("%s\n", mysql_error(pConn));
}
#endif
// end
// 查询一条记录,需要获取查询的结果;
int ret = mysql_query(pConn, "select * from class_test");
if (ret != 0) {
printf("%s\n", mysql_error(pConn));
}
else { // 获得查询结果;
MYSQL_RES *result = mysql_store_result(pConn);
MYSQL_ROW row;
while (row = mysql_fetch_row(result)) {
printf("%s, %s, %s, %s\n", row[0], row[1], row[2], row[3]);
}
}
// end
mysql_close(pConn); // 关闭mysql连接;
WSACleanup();
system("pause");
return 0;
}
redis操作与使用
1: Redis是完全在内存中保存数据的数据库,使用磁盘只是为了持久性目的
2: Redis相比许多键值数据存储系统有相对丰富的数据类型;
列表,集合,可排序集合,哈希表等数据类型
3: Redis可以将数据复制到任意数量的从服务器中;
4: Redis 操作速度快;
5: Redis 所有的操作都是原子的;
6: Redis我们常用来做内存数据库,把常用的需要查找的数据放入到redis中存放;
安装
1: 去官网下载: https://redis.io/
下载redis 服务器, windows版本redis要到github上下载,是微软开发组移植;
2: 安装好后启动 reidis;
3: redis自带reidis-client客户端工具;
4: 启动redis-server.exe redis.conf,最新版redis安装在windows上自动开启
5: redis client —> redis-cli.exe 客户端工具
如果直接redis-client.exe, 登陆的Ip: 127.0.0.1, 端口6379
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a yourpassword
6: Redis 设置密码
CONFIG set requirepass “password”
7: 验证密码: AUTH “password”
配置文件
1: port 6379 服务器监听的端口号
2: databases 表示redis服务器管理多少个数据库,数据库的编号从0开始 select dbid;
3: redis 备份策略 save 90 1 save 30 10 save 6 10000
4: 数据库备份文件的名字 dbfilename dump.rdb
5: dir 数据库生成的路径
6: 下次启动redis的时候,数据会从dump.rdb里面重建而来;
操作命令
1: 哈希表–> key, 表{字段, 值}
HMSET key name “xiaoming” age “1”
HGETALL key
HDEL key 字段 删除一个或多个字段
HEXISTS key 字段
HGET key 字段
HKEYS key 返回所有的字段filed
HMGET key filed
2: Hash表结果多用于存储数据, 存入在redis里面的都是字符串;
1: 有序集合
ZADD key 权重 value
ZRANGE key start stop 从0开始
ZRANGE key start stop WITHSCORES
ZREVRANGE key start stop
Zrem key filed
2: 多用于排序和排行榜;
配置开发环境
1: 下载redis代码: windows下载Windows平台;
2: 打开redis-server源码,编译msvc工程,生成了Hiredis.lib Win32_Interop.lib
Hiredis.lib 是redis编写的C client SDK静态库;
Win32_Interop.lib 是redis 为磨平linux与windows差异而做的win平台的静态库;
3: 整理好 hiredis 所依赖的头文件 hiredis头文件/Win32_Interop 头文件
4:编译器配置:
#include <hiredis.h>
#define NO_QFORKIMPL //这一行必须加才能正常使用
#include <Win32_Interop/win32fixes.h>
#pragma comment(lib,“hiredis.lib”)
#pragma comment(lib,“Win32_Interop.lib”)
(1)添加库搜索路径
(2)添加头文件搜索路径
(3)将win32fixes.c 加入到工程编译;
(4)win32fixes.h之前加上#define NO_QFORKIMPL
(5)右击项目->属性->配置属性->C/C+±>代码生成->运行库->改成多线程调试(/MTd)或多线程(/MT)
(6)右击项目->属性->配置属性->链接器->命令行中输入/NODEFAULTLIB:libcmt.lib
(7)右击项目->属性->配置属性->C/C+±>预处理器->预处理器定义->添加“_CRT_SECURE_NO_WARNINGS”
代码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <hiredis.h>
#define NO_QFORKIMPL
#include <Win32_Interop/win32fixes.h>
#pragma comment(lib,"hiredis.lib")
#pragma comment(lib,"Win32_Interop.lib")
int main(int argc, char** argv) {
struct timeval timeout = { 1, 500000 }; // 1.5 seconds
redisContext* c = redisConnectWithTimeout((char*)"127.0.0.1", 6379, timeout);
if (c->err) {
printf("Connection error: %s\n", c->errstr);
goto end;
}
redisReply* replay = redisCommand(c, "select %d", 15);
if (replay) {
printf("%d, %s\n", replay->type, replay->str);
freeReplyObject(replay);
}
else {
printf("relay == NULL");
}
replay = redisCommand(c, "zadd world_rank 3000 xt");
if (replay) {
printf("%d, %d\n", replay->type, replay->integer);
freeReplyObject(replay);
}
replay = redisCommand(c, "zrange world_rank 0 10 withscores");
if (replay) {
if (replay->type == REDIS_REPLY_ARRAY) {
for (int i = 0; i < replay->elements; i++) {
printf("%d: %s\n", i, replay->element[i]->str);
}
}
freeReplyObject(replay);
}
end:
redisFree(c);
system("pause");
return 0;
}
Json数据格式的编码和解码
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "./../3rd/mjson/json.h"
/*
{
"uid" : 123,
"uname" : "hello!",
"is_new": true,
"vip": null,
"man_prop": [1, "hello", "2"],
"weap_prop": {
"default": "putongzidan",
},
}
*/
/*
json的简单的规则
(1)key-value模式;
(2)key, 数字,字符串;
(3)value, 数字, 逻辑变量, 数组, 对象;
(4)数字, true/false, null, [], {}
(5)最高的层次上面object, {};
(6)JSON优点:
(1)通用的传输方案; -->json文本-->解码回来, Lua, js, python...;
(2)XML, json XML优点,省空间;
(3)JSON对比 buf, 可读性很强;
(7)在可读性很强的情况下,占用空间较小,通用的编码解码传输方案;
*/
static char json_str[4096];
int main(int argc, char** argv) {
// step1: 建立一个json_t对象; --> JS object C的数据结构;
// json_t 以root为这个根节点的一颗树, json_t数据结构;
json_t* root = json_new_object(); // {}
json_t* number = json_new_number("123"); //
json_insert_pair_into_object(root, "uid", number); // {uid: 123,}
json_t* str = json_new_string("hello!");
json_insert_pair_into_object(root, "uname", str);
json_t* b_true = json_new_true();
json_insert_pair_into_object(root, "is_new", b_true);
json_t* j_null = json_new_null();
json_insert_pair_into_object(root, "vip", j_null);
// []
json_t* j_array = json_new_array();
json_insert_pair_into_object(root, "man_prop", j_array);
number = json_new_number("1");
json_insert_child(j_array, number);
str = json_new_string("hello");
json_insert_child(j_array, str);
str = json_new_string("2");
json_insert_child(j_array, str);
// array end
// {}
json_t* j_object = json_new_object();
json_insert_pair_into_object(root, "weap_prop", j_object);
str = json_new_string("putongzidan");
json_insert_pair_into_object(j_object, "default", str);
// {} end
// step2: 建立好的json_t对象树以及相关的依赖--> json文本;
char* json_text;
json_tree_to_string(root, &json_text); // 这个函数,来malloc json所需要的字符串的内存;
printf("%s\n", json_text);
strcpy(json_str, json_text);
free(json_text);
// 销毁json树,他会连同他的孩子对象一起销毁
json_free_value(&root);
root = NULL;
// step3,将这个json_t文本专成我们对应的json对象;
json_parse_document(&root, json_str); // 根据json文本产生一颗新的json对象树,
// step4: 我们从json_t对象树里面获取里面的值;
json_t* key = json_find_first_label(root, "uname");
if (key) {
json_t* value = key->child;
switch (value->type) {
case JSON_STRING:
printf("key: %s value: %s\n", key->text, value->text);
break;
}
}
key = json_find_first_label(root, "uid");
if (key) {
json_t* value = key->child;
switch (value->type) {
case JSON_NUMBER:
printf("key: %s value: %f\n", key->text, atof(value->text));
break;
}
}
json_free_value(&root);
system("pause");
return 0;
}
Base64_MD5
1:Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节码的编码方式之一,Base64就是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法
2: Base64编码是从二进制到字符的过程,可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息
3: 编码后的数据是一个字符串,其中包含的字符为:A-Z、a-z、0-9、+、/
共64个字符:26 + 26 + 10 + 1 + 1 = 64。其实是65个字符,“=”是填充字符
4: 64个字符需要6位来表示,表示成数值为0~63
1: MD5算法:
1>压缩性:任意长度的数据,算出的MD5值长度都是固定的。
2>容易计算:从原数据计算出MD5值很容易。
3>抗修改性:对原数据进行任何改动,哪怕只修改1个字节,所得到的MD5值都有很大区别。
4>强抗碰撞:已知原数据和其MD5值,想找到一个具有相同MD5值的数据(即伪造数据)是非常困难的
2: SHA1算法
和MD5类似的处理;
3: 加密用户密码,服务器存放用户密码都是MD5值;
4: 比较文件是否有修改,根据文件的内容来生成MD5值;
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "../3rd/crypto/base64_encoder.h"
#include "../3rd/crypto/base64_decoder.h"
#include "../3rd/crypto/md5.h"
#include "../3rd/crypto/sha1.h"
int main(int argc, char** argv) {
int encode_len;
char* base64_buf = NULL;
base64_buf = base64_encode("Hello", 5, &encode_len);
printf("%s\n", base64_buf);
char* decode_buf = NULL;
int decode_len;
decode_buf = base64_decode(base64_buf, encode_len, &decode_len);
printf("decode base64 %s\n", decode_buf);
base64_decode_free(decode_buf);
base64_encode_free(base64_buf);
// md5,二进制数据--> 固定长度的二进制;
unsigned char md5_buf[MD5_HASHSIZE];
md5("user_password", strlen("user_password"), md5_buf);
// 16个字节的二进制数据;32文本;66 32 8d 07 96 67 e8 24 86 e6 63 32 54 99 49 89
// 大写,小写;
for (int i = 0; i < MD5_HASHSIZE; i++) {
printf("%x", md5_buf[i]);
}
printf("\n");
// end
// SHA1
unsigned char sha1_buf[128];
int e_sz;
crypt_sha1("user_password", strlen("user_password"), sha1_buf, &e_sz);
for (int i = 0; i < e_sz; i++) {
printf("%x", sha1_buf[i]);
}
printf("\n");
// end
system("pause");
return 0;
}
HTTP报文解析
报文展示:
1: static char* http_get_req =
“GET /favicon.ico HTTP/1.1\r\n”
“Host: 0.0.0.0=5000\r\n”
“User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i686; en-US; rv:1.9) Gecko/2008061015 Firefox/3.0\r\n”
“Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,/;q=0.8\r\n”
“Accept-Language: en-us,en;q=0.5\r\n”
“Accept-Encoding: gzip,deflate\r\n”
“Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.7\r\n”
“Keep-Alive: 300\r\n”
“Connection: keep-alive\r\n”
“\r\n”;
1:static char * http_post_req =
“POST /post_identity_body_world?q=search#hey HTTP/1.1\r\n”
“Accept: /\r\n”
“Transfer-Encoding: identity\r\n”
“Content-Length: 5\r\n”
“\r\n”
“World”;
1: static char* http_get_respones =
“HTTP/1.1 200 OK\r\n”
“Date: Sat, 31 Dec 2005 23:59:59 GMT\r\n”
“Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1\r\n”
“Content-Length: 122\r\n”
“\r\n”
“<html>\r\n”
“<head>\r\n”
“<title>Wrox Homepage\r\n”
“</head>\r\n”
“<body>\r\n”
“<!–body goes here -->\r\n”
“</body>\r\n”
“</html>\r\n”;
代码:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "./../3rd/http_parser/http_parser.h"
/*
GET /favicon.ico HTTP/1.1
Host: 0.0.0.0=5000
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i686; en-US; rv:1.9) Gecko/2008061015 Firefox/3.0
Accept-Language: en-us,en;q=0.5
Connection: keep-alive
// 结束
*/
static char* http_get_req = "GET /favicon.ico HTTP/1.1\r\n"
"Host: 0.0.0.0=5000\r\n"
"User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; U; Linux i686; en-US; rv:1.9) Gecko/2008061015 Firefox/3.0\r\n"
"Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8\r\n"
"Accept-Language: en-us,en;q=0.5\r\n"
"Accept-Encoding: gzip,deflate\r\n"
"Accept-Charset: ISO-8859-1,utf-8;q=0.7,*;q=0.7\r\n"
"Keep-Alive: 300\r\n"
"Connection: keep-alive\r\n"
"\r\n";
static char * http_post_req = "POST /post_identity_body_world?q=search#hey HTTP/1.1\r\n"
"Accept: */*\r\n"
"Transfer-Encoding: identity\r\n"
"Content-Length: 14\r\n"
"\r\n"
"HelloWorld!!!!";
static char* http_get_respones = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
"Date: Sat, 31 Dec 2005 23:59:59 GMT\r\n"
"Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1\r\n"
"Content-Length: 122\r\n"
"\r\n"
"<html>\r\n"
"<head>\r\n"
"<title>Wrox Homepage</title>\r\n"
"</head>\r\n"
"<body>\r\n"
"<!--body goes here -->\r\n"
"</body>\r\n"
"</html>\r\n";
static int
on_message_begin(http_parser* p) {
printf("on_message_begin\n");
return 0;
}
static int
on_message_complete(http_parser* p) {
printf("on_message_complete\n");
return 0;
}
static int
on_headers_complete(http_parser* p) {
printf("on_headers_complete\n");
return 0;
}
static int
on_url(http_parser*p, const char *at, size_t length) {
static char url_buf[1024];
strncpy(url_buf, at, length);
url_buf[length] = 0;
printf("%s\n", url_buf);
return 0;
}
static int
on_header_filed(http_parser*p, const char *at, size_t length) {
static char filed[1024];
strncpy(filed, at, length);
filed[length] = 0;
printf("%s\n", filed);
return 0;
}
static int
on_header_value(http_parser*p, const char *at, size_t length) {
static char value[1024];
strncpy(value, at, length);
value[length] = 0;
printf("%s\n", value);
return 0;
}
static int
on_body(http_parser*p, const char *at, size_t length) {
static char body[4096];
strncpy(body, at, length);
body[length] = 0;
printf("body: %s\n", body);
return 0;
}
static int
on_status(http_parser*p, const char *at, size_t length) {
static char status[1024];
strncpy(status, at, length);
status[length] = 0;
printf("status: %s\n", status);
return 0;
}
// 配置回掉函数;
static http_parser_settings settings = {
.on_message_begin = on_message_begin,
.on_message_complete = on_message_complete,
.on_url = on_url,
.on_header_field = on_header_filed,
.on_header_value = on_header_value,
.on_headers_complete = on_headers_complete,
.on_body = on_body,
.on_status = on_status,
};
static http_parser parser;
// end
int main(int argc, char** argv) {
http_parser_init(&parser, HTTP_REQUEST);
http_parser_execute(&parser, &settings, http_get_req, strlen(http_get_req));
http_parser_execute(&parser, &settings, http_post_req, strlen(http_post_req));
http_parser_init(&parser, HTTP_RESPONSE);
http_parser_execute(&parser, &settings, http_get_respones, strlen(http_get_respones));
system("pause");
return 0;
}
protobuf
1:protobuf是一个跨语言,跨平台, 可扩展的序列化/反序列化数据结构的工具;
2: protobuf的使用基本步骤:
a:将要传递的数据结构做成 protobuf协议描述文件: .proto文件;
b:protobuf工具protoc将协议描述文件转成对应语言的代码(js, c++, c#, python等);
c: 使用代码来构造数据对象;
d: 使用数据对象的接口来初始化数据对象;
e: 利用自动生成的代码,将这个数据二进制序列化;
f: 传输二进制序列;
g: 在使用自动生成的代码反序列化(解码),生成数据对象使用;
3: protobuf优点:
json, xml 占用的空间比较大;
protobuf 占用的空间小,效率高;
protobuf也常用于应用层协议的编码和解码;
环境搭建
1: 下载protobuf源码: https://github.com/google/protobuf
2: 下载项目构建工具cmake: https://cmake.org/download/
完成cmake构建之后需要生成三个解决方案:libprotobuf、libprotoc、protoc,生成之后将Debug文件夹中的libprotobufd.lib、libprotocd.lib拉到项目中,在解决方案的属性中把这两个库给链接上。
3: 编写.proto协议文件,使用proto2或proto3
4: 使用protoc.exe和命令行生成对应语言的protobuf脚本,例如c++:
protoc.exe --cpp_out=./ person.proto
5: 把生成的代码文件拖到工程中,include .h文件
6: 把github下载的protobuf文件全部拖入项目中,在解决方案的C/C+±>常规->附加包含目录中设置对应的库文件根路径。例如C++对应protobuf的src文件夹。
7: 可以开始编写代码了
代码
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
#include "../proto/person.pb.h"
#if 0
int main(int argc, char** argv) {
// 定义一个你要传送数据的对象;
// 初始化好了这个对象的数据成员;
Person p;
p.set_name("xiaoming");
p.set_email("[email protected]");
p.set_age(34);
printf("%s %s %d\n", p.name().c_str(), p.email().c_str(), p.age());
// 将这个数据对象序列化;
string out;
p.SerializeToString(&out);
// 传输,解码
// 使用string对象里面存放的数据,来解码成我们的数据对象;
Person xiaoming;
xiaoming.ParseFromString(out);
cout << xiaoming.name() << xiaoming.age() << xiaoming.email() << endl;
system("pause");
return 0;
}
#else
// 传递一个消息类型的字符串,那么这个工厂就能帮助我们构造出对应的类的实例;
// "Person"字符串--> Person的实例--> 返回的是一个基类Message类的指针;
// 基类指针,指向子类实例;
// create_message --> delete 来删除这个msg对象实例;
google::protobuf::Message* create_message(const char* type_name) {
google::protobuf::Message* message = NULL;
// 根据名字,找到message的秒速对象;
const google::protobuf::Descriptor* descriptor =
google::protobuf::DescriptorPool::generated_pool()->FindMessageTypeByName(type_name);
if (descriptor) {
// 根据描述对象到对象工厂里面,生成对应的模板对象;
// 根据模板复制出来一个;
const google::protobuf::Message* prototype =
google::protobuf::MessageFactory::generated_factory()->GetPrototype(descriptor);
if (prototype) {
message = prototype->New();
}
}
return message;
}
int main(int argc, char** argv) {
// 基类的message--> Person类的实例;
google::protobuf::Message* msg = create_message("Person");
/*Person* xiaoming = (Person*)msg;
xiaoming->set_name("xiaoming");
printf("%s\n", xiaoming->name().c_str());*/
/* 每一个Message对象有包含了两个对象;
google::protobuf::Descriptor --> 获取Message的描述信息-->包含每一个filed的描述;
google::protobuf::Reflection --> 使用它 + filed描述,能get/set 每个 filed的值;
*/
const google::protobuf::Descriptor* des = msg->GetDescriptor();
const google::protobuf::Reflection* ref = msg->GetReflection();
// 设置;
// name:
const google::protobuf::FieldDescriptor* fd_des = des->FindFieldByName("name");
ref->SetString(msg, fd_des, "xiaoming");
// age
// fd_des = des->FindFieldByName("age");
fd_des = des->FindFieldByNumber(2);
ref->SetInt32(msg, fd_des, 34);
// end
// email
fd_des = des->FindFieldByName("email");
ref->SetString(msg, fd_des, "[email protected]");
// end
// array
fd_des = des->FindFieldByName("int_set");
ref->AddInt32(msg, fd_des, 1);
ref->AddInt32(msg, fd_des, 2);
ref->AddInt32(msg, fd_des, 3);
ref->AddInt32(msg, fd_des, 4);
// end
// 遍历我们的Descriptor里面的每一个filed;
for (int i = 0; i < des->field_count(); i++) {
// 获取每一个field的描述对象;
const google::protobuf::FieldDescriptor* fd = des->field(i);
// (1)获取我们的名字; fd->name()
printf("%s\n", fd->name().c_str());
if (fd->is_repeated()) { // 当前我们的字段是一个数组; FieldSize数组的长度;
for (int walk = 0; walk < ref->FieldSize(*msg, fd); walk++) {
switch (fd->cpp_type()) {
case google::protobuf::FieldDescriptor::CppType::CPPTYPE_INT32:
printf("%d\n", ref->GetRepeatedInt32(*msg, fd, walk));
break;
case google::protobuf::FieldDescriptor::CppType::CPPTYPE_STRING:
printf("%s\n", ref->GetRepeatedString(*msg, fd, walk).c_str());
break;
// ...
}
}
continue;
}
switch (fd->cpp_type()) {
case google::protobuf::FieldDescriptor::CppType::CPPTYPE_INT32:
printf("%d\n", ref->GetInt32(*msg, fd));
break;
case google::protobuf::FieldDescriptor::CppType::CPPTYPE_STRING:
printf("%s\n", ref->GetString(*msg, fd).c_str());
break;
// ...
}
// 表示filed是一个数组, fd->is_optional, fd->is_repeated
}
// 删除掉这个msg;
delete msg;
system("pause");
return 0;
}
#endif
上面使用了protobuf的高级用法:
1: 每一个Message对象都包含两个对象:
(1)google::protobuf::Descriptor 描述对象,是Message所有Filed的一个集合,它又包含了
FieldDescriptor 对象; 每个filed都对应一个FieldDescriptor;
(2)google::protobuf::Reflection 反射对象, 通过它 + FieldDescriptor, 能set/get filed对象的值;
2: 每一个Message对象,可以通过统一的对象工厂来构建, 根据协议生成了代码后,只要传入Message的名字,就能构建出对应的Message的类的实例;
1: 遍历每个filed;
const Descriptor* descriptor = message->GetDescriptor();
for (int32_t index = 0; index < descriptor->field_count(); ++index) {
const FieldDescriptor* fd = descriptor->field(index);
const string& name = fd->name();
}
2: filed:
name: filed的文本名字;
is_required: 是否为required 选项;
is_repeated: 是否为数组;
cpp_type: 返回类型;
优点:
1: 根据这个message的类型,我们可以统一的构造;
2: 方便统一解码,将结果转给其他的脚本语言,比如Lua, JS;