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项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）

ivy吖 2022-03-18 阅读 163
#include服务端#defineUnix系统/运维


一、跨平台移植概述

  • 前面的文章我们的代码都是在Windows下进行编译运行的，现在我们修改代码，使其在Windows、Ubuntu、Mac OS系统上都可以运行
  • 因为Linux和Mac OS底层都是使用Unix内核，因此将代码修改之后，在Linux和Mac OS上面都可以进行编译并运行，不需要单独设计两份

二、代码修订


​代码修订1​

  • ​头文件修订：​Windows与Unix下套接字使用的头文件不同，因此需要修订
  • ​一些常量定义：​Windows下有SOCKET、、INVALID_SOCKET、SOCKET_ERROR等宏的定义，但是Unix没有。通过查看WinSock2.h头文件源码，可以看到有如下几张图片的定义，因此我们当在Unix系统中运行时，我们也手动在程序中进行了宏定义

项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）_#define

项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）_#include_02

  • ​修订代码如下：​

#ifdef _WIN32
    define WIN32_LEAN_AND_MEAN
    #define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS //for inet_pton()
    #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

    #include <windows.h>
    #include <WinSock2.h>
    #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#else
    #include <unistd.h>
    #include <sys/socket.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <arpa/inet.h>
    #include <netinet/in.h>
    #include <sys/select.h>
    //在Unix下没有这些宏，为了兼容，自己定义
    #define SOCKET int
    #define INVALID_SOCKET  (SOCKET)(~0)
    #define SOCKET_ERROR            (-1)
#endif



代码修订2

  • Windows需要开启套接字网络环境，但是Unix不需要，因此还需要进行以下的一些修改

//在Windows下需要开启套接字环境
#ifdef _WIN32
    WORD ver = MAKEWORD(2, 2);
    WSADATA dat;
    WSAStartup(ver, &dat);
#endif

//...省略中间代码

//关闭套接字与清除套接字环境等
#ifdef _WIN32
    closesocket(_sock);
    WSACleanup();
#else
    close(_sock);
#endif



代码修订3

  • 另外，Windows与Unix下struct sockaddr_in的定义也不同，因此还需要进行如下的修改
  • 备注：Windows与Unix的IP地址不同，需要分别设定

//声明要连接的服务端地址（注意，不同平台的服务端IP地址也不同）
struct sockaddr_in _sin = {};
#ifdef _WIN32
    _sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.0.105");
#else
    _sin.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.104");
#endif
_sin.sin_family = AF_INET;
_sin.sin_port = htons(4567);



一些其他修改

  • 在Mac OS上的X code编译器上recv函数返回size_t类型，因此X code编译的时候给出了一个警告。但是在Windows下和Ubuntu的g++编译器下都没有给出警告。因此如果需要，可以将代码中的recv()函数的返回值转换为int类型，这样X code编译器就不会给出警告了
  • 下面的代码没有修改，读者如果需要可以自己去修改


三、最终代码如下

#ifdef _WIN32
  #define WIN32_LEAN_AND_MEAN
  #define _WINSOCK_DEPRECATED_NO_WARNINGS //for inet_pton()
  #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS    

  #include <windows.h>
  #include <WinSock2.h>
  #pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#else
        #include <unistd.h>
  #include <sys/socket.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <arpa/inet.h>
  #include <netinet/in.h>
  #include <sys/select.h>

  //在Unix下没有这些宏，为了兼容，自己定义
  #define SOCKET int
  #define INVALID_SOCKET  (SOCKET)(~0)
  #define SOCKET_ERROR            (-1)
#endif

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <thread>

using namespace std;

enum CMD
{
  CMD_LOGIN,       
  CMD_LOGIN_RESULT, 
  CMD_LOGOUT,      
  CMD_LOGOUT_RESULT,
  CMD_NEW_USER_JOIN,
  CMD_ERROR   
};

struct DataHeader
{
  short cmd;       
  short dataLength;
};

struct Login :public DataHeader
{
  Login() {
    cmd = CMD_LOGIN;
    dataLength = sizeof(Login);
  }
  char userName[32]; 
  char PassWord[32]; 
};

struct LoginResult :public DataHeader
{
  LoginResult() :result(0) {
    cmd = CMD_LOGIN_RESULT;
    dataLength = sizeof(LoginResult);
  }
  int result;
};

struct Logout :public DataHeader
{
  Logout() {
    cmd = CMD_LOGOUT;
    dataLength = sizeof(Logout);
  }
  char userName[32];
};

struct LogoutResult :public DataHeader
{
  LogoutResult():result(0){
    cmd = CMD_LOGOUT_RESULT;
    dataLength = sizeof(LogoutResult);
  }
  int result;
};

struct NewUserJoin :public DataHeader
{
  NewUserJoin(int _cSocket = 0) :sock(_cSocket) {
    cmd = CMD_NEW_USER_JOIN;
    dataLength = sizeof(LogoutResult);
  }
  int sock;
};

int processor(SOCKET _cSock);

void cmdThread(SOCKET sock);

bool g_bRun = true; //表示客户端已经结束，让主循环while为false，关闭客户端套接字

int main()
{
#ifdef _WIN32
  WORD ver = MAKEWORD(2, 2);
  WSADATA dat;
  WSAStartup(ver, &dat);
#endif
  
  //建立socket
  SOCKET _sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP);
  if (INVALID_SOCKET == _sock) {
    std::cout << "ERROR:建立socket失败!" << std::endl;
  }
  else {
    std::cout << "建立socket成功!" << std::endl;
  }

  //声明要连接的服务端地址（注意，不同平台的服务端IP地址也不同）
  struct sockaddr_in _sin = {};
#ifdef _WIN32
  _sin.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.0.105");
#else
  _sin.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.104");
#endif
  _sin.sin_family = AF_INET;
  _sin.sin_port = htons(4567);

  //连接服务端
  int ret = connect(_sock, (struct sockaddr*)&_sin, sizeof(_sin));
  if (SOCKET_ERROR == ret) {
    std::cout << "ERROR:连接服务端失败!" << std::endl;
  }
  else {
    std::cout << "连接服务端成功!" << std::endl;
  }

  //启动线程，线程执行函数的参数传入_sock
  std::thread t1(cmdThread, _sock);
  t1.detach();//分离线程
  /*为什么要分离线程：
    在cmdThread()中如果我们输入exit，那么会将全局变量g_bRun设置为false，
    设置为false之后，下面的while主循环就会终止，从而导致主线程结束，但是此时我们的t1线程可能还没有
    完全退出，因此需要将t1线程分理出主线程，否则客户端在输入exit的时候可能会抛出异常
  */

  while (g_bRun)
  {
    fd_set fdRead;
    FD_ZERO(&fdRead);
    FD_SET(_sock, &fdRead);

    struct timeval t = { 1,0 };
    int ret = select(_sock + 1, &fdRead, NULL, NULL, &t);
    if (ret < 0)
    {
      std::cout << "select出错！" << std::endl;
      break;
    }
    if (FD_ISSET(_sock, &fdRead)) //如果服务端有数据发送过来，接收显示数据
    {
      FD_CLR(_sock, &fdRead);
      if (-1 == processor(_sock))
      {
        std::cout << "数据接收失败，或服务端已断开！" << std::endl;
        break;
      }
    }
    //Sleep(1000); 可以让发送与接受速度延迟1秒
    //std::cout << "空闲时间，处理其他业务..." << std::endl;
  }

  //关闭服务端套接字
#ifdef _WIN32
  closesocket(_sock);
  WSACleanup();
#else
  close(_sock);
#endif

  std::cout << "客户端停止工作!" << std::endl;
  getchar();  //防止程序一闪而过
  return 0;
}

int processor(SOCKET _cSock)
{
  //设置接收缓冲区，并接收命令
  char szRecv[1024];
  int _nLen = recv(_cSock, szRecv, sizeof(DataHeader), 0);
  if (_nLen < 0) {
    std::cout << "recv函数出错！" << std::endl;
    return -1;
  }
  else if (_nLen == 0) {
    std::cout << "服务端已关闭!" << std::endl;
    return -1;
  }

  //在此处还应该判断少包黏包的问题，但是现在处于单机处理状态，后面介绍到复杂的消息通信时再介绍

  //获取消息中头部中的信息
  DataHeader* header = (DataHeader*)szRecv;
  switch (header->cmd)
  {
    case CMD_LOGIN_RESULT:   //如果返回的是登录的结果
    {
      recv(_cSock, (char*)szRecv + sizeof(DataHeader), header->dataLength + sizeof(DataHeader), 0);
      LoginResult* loginResult = (LoginResult*)szRecv;
      std::cout << "收到服务端数据：CMD_LOGIN_RESULT,数据长度：" << loginResult->dataLength << "，结果为：" << loginResult->result << std::endl;
    }
    break;
    case CMD_LOGOUT_RESULT:  //如果是退出的结果
    {
      recv(_cSock, (char*)szRecv + sizeof(DataHeader), header->dataLength + sizeof(DataHeader), 0);
      LogoutResult* logoutResult = (LogoutResult*)szRecv;
      std::cout << "收到服务端数据：CMD_LOGOUT_RESULT,数据长度：" << logoutResult->dataLength << "，结果为：" << logoutResult->result << std::endl;
    }
    break;
    case CMD_NEW_USER_JOIN:  //有新用户加入
    {
      recv(_cSock, (char*)szRecv + sizeof(DataHeader), header->dataLength + sizeof(DataHeader), 0);
      NewUserJoin* newUserJoin = (NewUserJoin*)szRecv;
      std::cout << "收到服务端数据：CMD_NEW_USER_JOIN,数据长度：" << newUserJoin->dataLength << "，新用户Socket为：" << newUserJoin->sock << std::endl;
    }
    break;
  }

  return 0;
}

void cmdThread(SOCKET sock)
{
  char cmdBuf[256] = {};
  while (true)
  {
    std::cin >> cmdBuf;

    if (0 == strcmp(cmdBuf, "exit"))
    {
      std::cout << "客户端退出" << std::endl;
      g_bRun = false; //设置客户端已经停止运行
      break;
    }
    else if (0 == strcmp(cmdBuf, "login"))
    {
      Login login;
      strcpy(login.userName, "dongshao");
      strcpy(login.PassWord, "123456");
      send(sock, (const char*)&login, sizeof(login), 0);
    }
    else if (0 == strcmp(cmdBuf, "logout"))
    {
      Logout logout;
      strcpy(logout.userName, "dongshao");
      send(sock, (const char*)&logout, sizeof(logout), 0);
    }
    else {
      std::cout << "命令不识别，请重新输入" << std::endl;
    }
  }
}

四、在Windows下进行编译演示


  • 下面是在VS Studio下的编译结果，编译成功

项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）_#include_03

  • 备注：连接服务端失败是因为我们没有开启服务器



演示效果

  • 下面开启一个服务端（注意客户端代码中的服务端IP地址一定要正确），然后在Windows下开启一个客户端，可以看到成功

项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）_#define_04


五、在Ubuntu下进行编译演示


编译如下

  • 下面是在Ubuntu 14.04上的编译结果，可以看到编译成功

g++ -g client.cpp -o client -std=c++11 -pthread

 项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）_#define_05



演示效果

  • 备注：客户端代码中的服务端IP一定要设置正确
  • 此处演示时，Windows端的IP地址为192.168.0.104，Ubuntu的IP地址为192.168.0.105

项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）_服务端_06

项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）_#include_07

  • 在Windows下开启服务端，然后在Ubuntu下启动客户端。之后进行交互，可以看到一切正常

项目(百万并发网络通信架构)5.1---将客户端代码进行跨平台移植（Windows、Unix）_服务端_08


六、在Mac OS下进行编译演示

  • 原理与Ubuntu相同，由于身边没有Mac OS系统，待续


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