今天給大家說說前幾天完成的一個模擬的網絡計算機吧，雖然計算機的模擬實現的原理很簡單，但是如果要想寫乘網絡的，個人認為是不簡單的。基本上算是包涵了套接字編程的三分之一的知識點，此處的套接字編程指的是在理解TCP/IP五層協議的基礎上，如果不算理解這些協議的話，那么我感覺實現這個，應該是包含了多半的套接字編程。下面就讓我們看看代碼吧！
#pragma once
#include <pthread.h>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>
#include <semaphore.h>
#include "deal.hpp"
#define PTHREAD_NUM 6
#define TASKNUM 5template <class T>
class pthreadPool;
template <class T>
struct data
{std::string _name;pthreadPool<T> *_str;data(pthreadPool<T> *str) : _str(str){}
};
template <class T>
class pthreadPool
{
public:friend data<T>;static pthreadPool<T> *get(){return _str;}void run(const T &x, int sock){_task = x;_sock = sock;}void start(){for (size_t i = 0; i < PTHREAD_NUM; i++){data<T> *p = new data<T>(this);if (i % 2 == 0)p->_name = "product";elsep->_name = "consumer";pthread_create(tid + i, nullptr, enter, p);}std::cout << "wancheng" << std::endl;}~pthreadPool(){pthread_mutex_destroy(&_pmtx);pthread_mutex_destroy(&_cmtx);sem_destroy(&_p);sem_destroy(&_c);for (size_t i = 0; i < PTHREAD_NUM; i++)pthread_join(tid[i], nullptr);}private:int _sock = 0;T _task = T();pthread_t tid[PTHREAD_NUM];pthread_mutex_t _pmtx;pthread_mutex_t _cmtx;sem_t _p;sem_t _c;int _pp = 0;int _cc = 0;std::vector<T> _v;static pthreadPool<T> *_str;pthreadPool(){_v.resize(TASKNUM);sem_init(&_p, 0, TASKNUM);sem_init(&_c, 0, 0);pthread_mutex_init(&_cmtx, nullptr);pthread_mutex_init(&_pmtx, nullptr);}void product(const T x){// 生產數據sem_wait(&_p);pthread_mutex_lock(&_pmtx);_v[_pp++] = x;_pp = _pp % TASKNUM;_task = T();pthread_mutex_unlock(&_pmtx);sem_post(&_c);}void consumer(){T x;// 消費數據sem_wait(&_c);pthread_mutex_lock(&_cmtx);x = _v[_cc++];_cc = _cc % TASKNUM;pthread_mutex_unlock(&_cmtx);sem_post(&_p);// 處理數據deal(x, _sock);}static void *enter(void *args){data<T> *p = reinterpret_cast<data<T> *>(args);while (true){if (strcmp(p->_name.c_str(), "product") == 0 && p->_str->_task != T())p->_str->product(p->_str->_task);else if (strcmp(p->_name.c_str(), "consumer") == 0)p->_str->consumer();//std::cout << "xiuxi" << std::endl;continue;}delete p;return nullptr;}
};
template <class T>
pthreadPool<T> *pthreadPool<T>::_str = new pthreadPool<T>();#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
void deal(std::string &data, int sock)
{// 反序列化std::string respon;int x = 0;int y = 0;char op = '\0';int lpos = data.find(" ");int rpos = data.rfind(" ");// std::cout<<lpos<<" "<<rpos<<std::endl;if (lpos != std::string::npos && rpos != std::string::npos){x = atoi(data.substr(lpos - 1).c_str());op = *data.substr(lpos + 1, rpos - 1).c_str();y = atoi(data.substr(rpos + 1).c_str());// std::cout<<x<<" "<<y<<" "<<op<<std::endl;}else{if (data == std::string())return;else{std::cout << "式子格式錯誤" << std::endl;exit(4);}}// 處理switch (op){case '+':respon = std::to_string(x + y);break;case '-':respon = std::to_string(x - y);break;case '*':respon = std::to_string(x * y);break;case '/':respon = std::to_string(x / y);break;default:std::cout << "計算格式錯誤" << std::endl;break;}// 關閉鏈接send(sock, respon.c_str(), respon.size(), 0);close(sock);
}#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <signal.h>
#include <pthread.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstring>
#include <string>
#include "pthreadPool.hpp"
#define NUMSIZE 1024
const int listen_queue_flag = 20;
void func(pthreadPool<std::string> &pt, int sock)
{char buffer[NUMSIZE];memset(buffer, 0, NUMSIZE);ssize_t s = recv(sock, buffer, NUMSIZE, 0);std::cout << buffer << std::endl;if (s > 0){std::string bufe = buffer;pt.run(bufe, sock);}
}
// 主函數
int main(int argc, char *argv[])
{signal(SIGPIPE, SIG_IGN);signal(SIGCHLD, SIG_IGN);if (argc != 2){std::cout << "格式錯誤" << std::endl;exit(1);}// 創建套接字int listensock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (listensock < 0){std::cout << "socket enrro" << std::endl;exit(1);}// 開始綁定sockaddr_in local;local.sin_addr.s_addr = inet_addr("0.0.0.0");local.sin_family = AF_INET;local.sin_port = htons(atoi(argv[1]));int ret = bind(listensock, (sockaddr *)&local, sizeof(local));if (ret < 0){std::cout << "bind enrro" << std::endl;exit(2);}// 監聽int listens = listen(listensock, listen_queue_flag);if (listens < 0){std::cout << "listen enrro" << std::endl;exit(3);}// 建立線程池pthreadPool<std::string> *pstr = pthreadPool<std::string>::get();pstr->start();// 建立鏈接while (true){sockaddr_in client;socklen_t len = sizeof(client);int sersock = accept(listensock, (sockaddr *)&client, &len);if (sersock < 0){std::cout << "accept enrro" << std::endl;continue;}func(*pstr, sersock);}return 0;
}#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#define NUM 10
int main(int argc, char *argv[])
{if (argc != 3){std::cout << "格式錯誤" << std::endl;exit(1);}int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (sock < 0){std::cout << "socket enrro" << std::endl;exit(2);}sockaddr_in serve;memset(&serve, 0, sizeof(serve));serve.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);serve.sin_family = AF_INET;serve.sin_port = htons(atoi(argv[2]));int ret = connect(sock, (sockaddr *)&serve, sizeof(serve));// std::cout<<ret<<std::endl;if (ret >= 0){// 連接成功std::string buffer;getline(std::cin, buffer);// std::cout<<buffer<<std::endl;send(sock, buffer.c_str(), buffer.size(), 0);char bufe[NUM];memset(bufe, 0, NUM);ssize_t s = recv(sock, bufe, NUM, 0);std::cout << bufe << std::endl;close(sock);}else{std::cout<<"連接錯誤"<<std::endl;exit(5);}return 0;
}以上就是代碼，代碼量不大，但是主要是考慮的比較多。我又加了個線程池。如果是單生產者還好，但是我寫成了多生產者和多消費者，這里就有好多問題，困擾了我很久，這個計算機我大概寫了有半個月左右吧，難就難在了這個線程池的地方。下面先說說他的問題吧。
1.
首先就是我在服務端創建線程池的時候，迷糊了很久，剛開始我是在服務端創建了一個新線程，讓這個新線程去調用線程池的函數，但是后來我發現不行，因為當時我是把關閉套接字的文件寫到了服務端，這就導致一個問題，線程創建完成之后，線程池中的線程回去執行任務，但是，服務端的線程出來之后，就直接關閉文件了，導致無法發送。所以我就想了很長時間，最后把這個操作寫到了處理函數的那里，這樣就避免了連接錯誤以及服務端創建線程的問題，減少了消耗。
2.
其次而來的問題就是，因為這個線程池是多生產者多消費者的，所以我就想的是提高一點效率，攜程了可以并發執行的模型，但是問題又來了，他們怎么插入任務，要知道的是服務端可不是生產者的角色，他只是負責把讀取的人插到線程池，這就引發了一個問題，怎么插，所以我想了想，便在縣城的私有成員變量中，寫了一個任務和套接字的文件描述符。但是這樣還有問題，不知道大家注意到了我的線程池中的插入，我沒有用引用，這樣會造成拷貝構造，但是這樣可以大大降低錯誤發生概率，是的，解決不了(我沒有想到解決方法)，這樣寫的目的是，在一個客戶端訪問時，我先運行run函數，然后我的生產者會插入任務，但是如果剛好在插入任務的之前，又有一個客戶端訪問時，此時的線程中的任務變量就會改變。所以我沒有用引用，這樣的話就可以在一定概率上解決這個問題，但是還是徹底解決不了。
3.
其次就是我寫的是短連接，這個可以保證多人同時訪問服務端不崩。
如果上面的實現用單生產者，多消費者的話，就可以解決，此方法如果用小伙伴知道解決的方法，希望告知，謝謝。
