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七、_public.cpp
#include "_public.h"
// 如果信号量已存在，获取信号量；如果信号量不存在，则创建它并初始化为 value。
// 如果用于互斥锁，value 填 1，sem_flg 填 SEM_UNDO。
// 如果用于生产消费者模型，value 填 0，sem_flg 填 0。
bool csemp::init(key_t key,unsigned short value,short sem_flg)
{
if (m_semid!=-1) return false; // 如果已经初始化了，不必再次初始化。
m_sem_flg=sem_flg;
// 信号量的初始化不能直接用 semget(key,1,0666|IPC_CREAT)
// 因为信号量创建后，初始值是 0，如果用于互斥锁，需要把它的初始值设置为 1，
// 而获取信号量则不需要设置初始值，所以，创建信号量和获取信号量的流程不同。
// 信号量的初始化分三个步骤：
// 1）获取信号量，如果成功，函数返回。
// 2）如果失败，则创建信号量。
// 3) 设置信号量的初始值。
// 获取信号量。
if ( (m_semid=semget(key,1,0666)) == -1)
{
// 如果信号量不存在，创建它。
if (errno==ENOENT)
{
// 用 IPC_EXCL 标志确保只有一个进程创建并初始化信号量，其它进程只能获取。
if ( (m_semid=semget(key,1,0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) == -1)
{
if (errno==EEXIST) // 如果错误代码是信号量已存在，则再次获取信号量。
{
if ( (m_semid=semget(key,1,0666)) == -1)
{
perror("init 1 semget()"); return false;
}
return true;
}
else // 如果是其它错误，返回失败。
{
perror("init 2 semget()"); return false;
}
}
// 信号量创建成功后，还需要把它初始化成 value。
union semun sem_union;
sem_union.val = value; // 设置信号量的初始值。
if (semctl(m_semid,0,SETVAL,sem_union) < 0)
{
perror("init semctl()"); return false;
}
}
else
{ perror("init 3 semget()"); return false; }
}
return true;
}
// 信号量的 P 操作（把信号量的值减 value），如果信号量的值是 0，将阻塞等待，直到信号量的值
大于 0。
bool csemp::wait(short value)
{
if (m_semid==-1) return false;
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0; // 信号量编号，0 代表第一个信号量。
sem_b.sem_op = value; // P 操作的 value 必须小于 0。
sem_b.sem_flg = m_sem_flg;
if (semop(m_semid,&sem_b,1) == -1) { perror("p semop()"); return false; }
return true;
}
// 信号量的 V 操作（把信号量的值减 value）。
bool csemp::post(short value)
{
if (m_semid==-1) return false;
struct sembuf sem_b;
sem_b.sem_num = 0; // 信号量编号，0 代表第一个信号量。
sem_b.sem_op = value; // V 操作的 value 必须大于 0。
sem_b.sem_flg = m_sem_flg;
if (semop(m_semid,&sem_b,1) == -1) { perror("V semop()"); return false; }
return true;
}
// 获取信号量的值，成功返回信号量的值，失败返回-1。
int csemp::getvalue()
{
return semctl(m_semid,0,GETVAL);
}
// 销毁信号量。
bool csemp::destroy()
{
if (m_semid==-1) return false;
if (semctl(m_semid,0,IPC_RMID) == -1) { perror("destroy semctl()"); return false; }
return true;
}
csemp::~csemp()
{
}
八、makefile
all:demo1 demo2 demo3 incache outcache
demo1:demo1.cpp _public.h _public.cpp
g++ -g -o demo1 demo1.cpp _public.cpp
demo2:demo2.cpp _public.h _public.cpp
g++ -g -o demo2 demo2.cpp _public.cpp
demo3:demo3.cpp _public.h _public.cpp
g++ -g -o demo3 demo3.cpp _public.cpp
incache:incache.cpp _public.h _public.cpp
g++ -g -o incache incache.cpp _public.cpp
outcache:outcache.cpp _public.h _public.cpp
g++ -g -o outcache outcache.cpp _public.cpp
clean:
rm -f demo1 demo2 demo3 incache outcache
340、第一个网络通讯程序
一、网络通讯的流程
二、demo1.cpp
/*
* 程序名：demo1.cpp，此程序用于演示 socket 的客户端
*/
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
using namespace std;
int main(int argc,char *argv[])
{
if (argc!=3)
{
cout << "Using:./demo1 服务端的 IP 服务端的端口\nExample:./demo1 192.168.101.139
5005\n\n";
return -1;
}
// 第 1 步：创建客户端的 socket。
int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if (sockfd==-1)
{
perror("socket"); return -1;
}
// 第 2 步：向服务器发起连接请求。
struct hostent* h; // 用于存放服务端 IP 的结构体。
if ( (h = gethostbyname(argv[1])) == 0 ) // 把字符串格式的 IP 转换成结构体。
{
cout << "gethostbyname failed.\n" << endl; close(sockfd); return -1;
}
struct sockaddr_in servaddr; // 用于存放服务端 IP 和端口的结构体。
memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
memcpy(&servaddr.sin_addr,h->h_addr,h->h_length); // 指定服务端的 IP 地址。
servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[2])); // 指定服务端的通信端口。
if (connect(sockfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr))!=0) // 向服务端发起连
接清求。
{
perror("connect"); close(sockfd); return -1;
}
// 第 3 步：与服务端通讯，客户发送一个请求报文后等待服务端的回复，收到回复后，再发下一
个请求报文。
char buffer[1024];
for (int ii=0;ii<3;ii++) // 循环 3 次，将与服务端进行三次通讯。
{
int iret;
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
sprintf(buffer,"这是第%d 个超级女生，编号%03d。",ii+1,ii+1); // 生成请求报文内容。
// 向服务端发送请求报文。
if ( (iret=send(sockfd,buffer,strlen(buffer),0))<=0)
{
perror("send"); break;
}
cout << "发送：" << buffer << endl;
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
// 接收服务端的回应报文，如果服务端没有发送回应报文，recv()函数将阻塞等待。
if ( (iret=recv(sockfd,buffer,sizeof(buffer),0))<=0)
{
cout << "iret=" << iret << endl; break;
}
cout << "接收：" << buffer << endl;
sleep(1);
}
// 第 4 步：关闭 socket，释放资源。
close(sockfd);
}
三、demo2.cpp
/*
* 程序名：demo2.cpp，此程序用于演示 socket 通信的服务端
*/
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <unistd.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
using namespace std;
int main(int argc,char *argv[])
{
if (argc!=2)
{
cout << "Using:./demo2 通讯端口\nExample:./demo2 5005\n\n"; // 端口大于 1024，
不与其它的重复。
cout << "注意：运行服务端程序的 Linux 系统的防火墙必须要开通 5005 端口。\n";
cout << " 如果是云服务器，还要开通云平台的访问策略。\n\n";
return -1;
}
// 第 1 步：创建服务端的 socket。
int listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if (listenfd==-1)
{
perror("socket"); return -1;
}
// 第 2 步：把服务端用于通信的 IP 和端口绑定到 socket 上。
struct sockaddr_in servaddr; // 用于存放服务端 IP 和端口的数据结构。
memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET; // 指定协议。
servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // 服务端任意网卡的 IP 都可以用于通讯。
servaddr.sin_port = htons(atoi(argv[1])); // 指定通信端口，普通用户只能用 1024 以上的
端口。
// 绑定服务端的 IP 和端口。
if (bind(listenfd,(struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)) != 0 )
{
perror("bind"); close(listenfd); return -1;
}
// 第 3 步：把 socket 设置为可连接（监听）的状态。
if (listen(listenfd,5) != 0 )
{
perror("listen"); close(listenfd); return -1;
}
// 第 4 步：受理客户端的连接请求，如果没有客户端连上来，accept()函数将阻塞等待。
int clientfd=accept(listenfd,0,0);
if (clientfd==-1)
{
perror("accept"); close(listenfd); return -1;
}
cout << "客户端已连接。\n";
// 第 5 步：与客户端通信，接收客户端发过来的报文后，回复 ok。
char buffer[1024];
while (true)
{
int iret;
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
// 接收客户端的请求报文，如果客户端没有发送请求报文，recv()函数将阻塞等待。
// 如果客户端已断开连接，recv()函数将返回 0。
if ( (iret=recv(clientfd,buffer,sizeof(buffer),0))<=0)
{
cout << "iret=" << iret << endl; break;
}
cout << "接收：" << buffer << endl;
strcpy(buffer,"ok"); // 生成回应报文内容。
// 向客户端发送回应报文。
if ( (iret=send(clientfd,buffer,strlen(buffer),0))<=0)
{
perror("send"); break;
}
cout << "发送：" << buffer << endl;
}
// 第 6 步：关闭 socket，释放资源。
close(listenfd); // 关闭服务端用于监听的 socket。
close(clientfd); // 关闭客户端连上来的 socket。
}