2017-2018 20155324王鸣宇 实验三实时系统
2017-2018 20155324王鸣宇 实验三实时系统
内容
学习使用Linux命令wc(1)
基于Linux Socket程序设计实现wc（1）服务器(端口号是你学号的后6位)和客户端
客户端传一个文本文件给服务器
服务器返加文本文件中的单词数
上方提交代码
附件提交测试截图，至少要测试附件中的两个文件
实验三-并发程序-1
学习使用Linux命令wc(1)
基于Linux Socket程序设计实现wc（1）服务器(端口号是你学号的后6位)和客户端
客户端传一个文本文件给服务器
服务器返加文本文件中的单词数
上方提交代码
附件提交测试截图，至少要测试附件中的两个文件
client.c:
#include<netinet/in.h> // sockaddr_in
#include<sys/types.h> // socket
#include<sys/socket.h> // socket
#include<stdio.h> // printf
#include<stdlib.h> // exit
#include<string.h> // bzero
#define SERVER_PORT 8000
#define BUFFER_SIZE 1024
#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512
int main()
{
// 声明并初始化一个客户端的socket地址结构
struct sockaddr_in client_addr;
bzero(&client_addr, sizeof(client_addr));
client_addr.sin_family = AF_INET;
client_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
client_addr.sin_port = htons(0);
// 创建socket，若成功，返回socket描述符
int client_socket_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(client_socket_fd < 0)
{
perror("Create Socket Failed:");
exit(1);
}
// 绑定客户端的socket和客户端的socket地址结构 非必需
if(-1 == (bind(client_socket_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, sizeof(client_addr))))
{
perror("Client Bind Failed:");
exit(1);
}
// 声明一个服务器端的socket地址结构，并用服务器那边的IP地址及端口对其进行初始化，用于后面的连接
struct sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
if(inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &server_addr.sin_addr) == 0)
{
perror("Server IP Address Error:");
exit(1);
}
server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
socklen_t server_addr_length = sizeof(server_addr);
// 向服务器发起连接，连接成功后client_socket_fd代表了客户端和服务器的一个socket连接
if(connect(client_socket_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, server_addr_length) < 0)
{
perror("Can Not Connect To Server IP:");
exit(0);
}
// 输入文件名 并放到缓冲区buffer中等待发送
char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE+1];
bzero(file_name, FILE_NAME_MAX_SIZE+1);
printf("Please Input File Name :\t");
scanf("%s", file_name);
char buffer[BUFFER_SIZE];
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
strncpy(buffer, file_name, strlen(file_name)>BUFFER_SIZE?BUFFER_SIZE:strlen(file_name));
// 向服务器发送buffer中的数据
if(send(client_socket_fd, buffer, BUFFER_SIZE, 0) < 0)
{
perror("Send File Name Failed:");
exit(1);
}
FILE *fp = fopen(file_name, "w");
if(NULL == fp)
{
printf("File:\t%s Can Not Open To Write\n", file_name);
exit(1);
}
// 从服务器接收数据到buffer中
// 每接收一段数据，便将其写入文件中，循环直到文件接收完并写完为止
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
int length = 0;
while((length = recv(client_socket_fd, buffer, BUFFER_SIZE, 0)) > 0)
{
if(fwrite(buffer, sizeof(char), length, fp) < length)
{
printf("File:\t%s Write Failed\n", file_name);
break;
}
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
}
// 接收成功后，关闭文件，关闭socket
printf("Send File:\t%s Successful!\n", file_name);
close(fp);
close(client_socket_fd);
return 0;
}
server.c:
#include<netinet/in.h> // sockaddr_in
#include<sys/types.h> // socket
#include<sys/socket.h> // socket
#include<stdio.h> // printf
#include<stdlib.h> // exit
#include<string.h> // bzero
#define SERVER_PORT 8000
#define LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE 20
#define BUFFER_SIZE 1024
#define FILE_NAME_MAX_SIZE 512
int countChar(char input[]){
int p_input = 0;
int count = 0;
int word = 0;
char ch;
while(p_input < strlen(input)){
ch = input[p_input];
if(ch==' '){
if(word){ //读取到空字符，而之前是非空字符，则说明读完了一个单词
count++;
word = 0;
}
}else{ //读取到第一个非空字符，说明是单词的开始
word = 1;
}
p_input++;
}
return count;
}
int main(void)
{
// 声明并初始化一个服务器端的socket地址结构
struct sockaddr_in server_addr;
bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);
server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
// 创建socket，若成功，返回socket描述符
int server_socket_fd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(server_socket_fd < 0)
{
perror("Create Socket Failed:");
exit(1);
}
int opt = 1;
setsockopt(server_socket_fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));
// 绑定socket和socket地址结构
if(-1 == (bind(server_socket_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr))))
{
perror("Server Bind Failed:");
exit(1);
}
// socket监听
if(-1 == (listen(server_socket_fd, LENGTH_OF_LISTEN_QUEUE)))
{
perror("Server Listen Failed:");
exit(1);
}
while(1)
{
// 定义客户端的socket地址结构
struct sockaddr_in client_addr;
socklen_t client_addr_length = sizeof(client_addr);
// 接受连接请求，返回一个新的socket(描述符)，这个新socket用于同连接的客户端通信
// accept函数会把连接到的客户端信息写到client_addr中
int new_server_socket_fd = accept(server_socket_fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &client_addr_length);
char ch;
if(new_server_socket_fd < 0)
{
perror("Server Accept Failed:");
break;
}
// recv函数接收数据到缓冲区buffer中
char buffer[BUFFER_SIZE];
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
if(recv(new_server_socket_fd, buffer, BUFFER_SIZE, 0) < 0)
{
perror("Server Recieve Data Failed:");
break;
}
// 然后从buffer(缓冲区)拷贝到file_name中
char file_name[FILE_NAME_MAX_SIZE+1];
bzero(file_name, FILE_NAME_MAX_SIZE+1);
strncpy(file_name, buffer, strlen(buffer)>FILE_NAME_MAX_SIZE?FILE_NAME_MAX_SIZE:strlen(buffer));
printf("%s\n", file_name);
FILE *fp = fopen(file_name, "r");
if(NULL == fp)
{
printf("File:%s Not Found\n", file_name);
}
else
{
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
int length = 0;
while((length = fread(buffer, sizeof(char), BUFFER_SIZE, fp)) > 0)
{
if(send(new_server_socket_fd, buffer, length, 0) < 0)
{
printf("Send File:%s Failed./n", file_name);
break;
}
bzero(buffer, BUFFER_SIZE);
}
char input[256];
int p_input = 0;
int count = 0;
fgets(input,256,fp);
// 关闭文件
fclose(fp);
printf("File:%s Recieve Successful!\n", file_name);
count = countChar(input);
printf("Your words count:\n%d\n",count);
}
// 关闭与客户端的连接
close(new_server_socket_fd);
}
// 关闭监听用的socket
close(server_socket_fd);
return 0;
}
运行截图：
实验三-并发程序-2
使用多线程实现wc服务器并使用同步互斥机制保证计数正确
上方提交代码
下方提交测试
对比单线程版本的性能，并分析原因
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/stat.h>
#include<stdlib.h>
struct message{
int lines;
int words;
int max_line_length;
int size;
int chars;
}info;
void error_print(char str[]){
printf("Error:%s",str);
}
void init(char filename[]){
struct stat get_message = {};
FILE *fp;
int ret_stat = stat(filename,&get_message);/*用stat函数读取filenmae文件的信息，并将结果写到get_message结构体中*/
if(ret_stat == -1){//stat函数不出错则进行信息输出
error_print(filename);
return ;
}
mode_t mode = get_message.st_mode; //接收文件信息，用于下面判断是不是目录
int length = 0;
if(S_ISDIR(mode)) //如果是目录，输出错误
printf("Error %s is dir\n0\t0\t0\t%s",filename,filename);
else{
info.size = get_message.st_size; //文件字节大小 wc -c
fp = fopen(filename,"r"); //以只读方式打开指定文件
char ch;
int flag = 0;
while((ch = fgetc(fp))!=EOF){ //一直读到文件尾
info.chars++; //字符数加1 wc -m
if(ch != '\n'){
length++; //记录当前行的长度 wc -L
}
if(ch == '\n'){
info.lines ++; //行数加1 wc -l
if(length>info.max_line_length)
info.max_line_length = length; //更新最大长度
length = 0;
}
if(ch == '\t' || ch == ' ' || ch == '\n'){
flag = 0; //计算单词数 wc -w
continue;
}
else{
if(flag == 0){
info.words++; //计算单词数 wc -w
flag = 1;
}
}
}
fclose(fp);
}
}
//计算键盘输入内容的相关信息，即参数中没有指定要打开的文件
void EmptyFile(){
char ch;
int flag = 0;
int length = 0;
while((ch = getchar())!=EOF){
info.chars++;
info.size += sizeof(ch); //字节累加
if(ch != '\n'){
length++;
}
if(ch == '\n'){
info.lines ++;
if(length>info.max_line_length)
info.max_line_length = length;
length = 0;
}
if(ch == '\t' || ch == ' ' || ch == '\n'){
flag = 0;
continue;
}
else{
if(flag == 0){
info.words++;
flag = 1;
}
}
}
}
int main(int argc,char *argv[]){
if(argc == 2){
if(argv[1][0] != '-'){
init(argv[1]);
printf("%d %d %d %s\n",info.lines,info.words,info.size,argv[1]);
return 0;
}
else{ //未指定打开文件，类似 wc -lmwcL
EmptyFile();
}
}
else if(argc == 1){ //未指定打开文件和要输出的参数，（默认输出 -lwc）
EmptyFile();
printf("%d\t%d\t%d\n",info.lines,info.words,info.size);
return 0;
}
else if(argc == 3){
init(argv[2]);
}
int num;
while((num = getopt(argc,argv,"lwmcL"))!=-1){
switch(num){
case 'l':
printf("%d\t",info.lines);
break;
case 'w':
printf("%d\t",info.words);
break;
case 'm':
printf("%d\t",info.chars);
break;
case 'c':
printf("%d\t",info.size);
break;
case 'L':
printf("%d\t",info.max_line_length);
break;
}
}
if(argc != 2 && argv[1][0] != '-') //一定要判断，否则会越界
printf("%s\n",argv[2]);
return 0;
}
核心代码为：
pthread_t pid;
if(pthread_create(&pid, NULL, process_client, &client_sock) < 0){
printf("pthread_create error\n");
实验三-并发程序-3
交叉编译多线程版本服务器并部署到实验箱中
PC机作客户端测试wc服务器
提交测试截图
未完成
实验中的问题和解决过程
实验过程的思考
什么是并发程序？
并发程序设计（concurrent programming）是指由若干个可在同一时间段执行的程序模块组成程序的程序设计方法。
这种可并发执行的程序模块称为进程。进程由数据和机器指令和堆栈组成。组成一个程序的多个进程可以同时在多台处理器上并行执行，也可以在一台处理器上夹插执行。采用并发程序设计可以使外围设备和处理器并行工作，缩短程序执行时间，提高计算机系统的效率。
新学到的知识点
- wc命令
- 多线程编程
- 并发
