C++基于UDP協(xié)議的群聊服務(wù)器開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)
服務(wù)器
在服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)中，模塊解耦是保障系統(tǒng)可維護(hù)性的核心準(zhǔn)則。本方案采用分層架構(gòu)將核心功能拆解為通信層與業(yè)務(wù)處理層兩大模塊。值得注意的是，當(dāng)使用TCP協(xié)議時(shí)，開(kāi)發(fā)者往往需要額外設(shè)計(jì)協(xié)議抽象層來(lái)解決其字節(jié)流特性導(dǎo)致的消息邊界模糊問(wèn)題（如粘包/拆包處理），并通過(guò)重傳機(jī)制強(qiáng)化傳輸可靠性。而UDP的面向報(bào)文特性天然規(guī)避了消息邊界問(wèn)題，其無(wú)狀態(tài)傳輸模型大幅簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)通信層的設(shè)計(jì)復(fù)雜度——這正是我們選擇UDP構(gòu)建輕量化實(shí)時(shí)群聊系統(tǒng)的關(guān)鍵原因。話不多說(shuō)，我們直接開(kāi)始！
框架設(shè)計(jì)
創(chuàng)建核心文件：UdpServer.hpp、UdpServer.cc、UdpClient.cc，當(dāng)然不止于這些，在完成這些文件的過(guò)程中會(huì)延伸出更多文件，如果在這里寫(xiě)顯得有些突兀。
- UdpServer.hpp：服務(wù)器相關(guān)的類以及類方法的實(shí)現(xiàn)——主要完成通信功能。
- UdpServer.cc：服務(wù)器主函數(shù)（main）的實(shí)現(xiàn)——對(duì)服務(wù)器接口的調(diào)用，即啟動(dòng)服務(wù)器。
- UdpClient.cc：客戶端主函數(shù)（main）的實(shí)現(xiàn)——啟動(dòng)客戶端，與服務(wù)器通信。
一、通信
上來(lái)直接創(chuàng)建一個(gè)class UdpServer類，而對(duì)于成員變量和成員函數(shù)的設(shè)定。我們得理一理進(jìn)行通信需要完成什么，它完全是套路式的，模板化的。即：打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)文件，綁定端口，收數(shù)據(jù)_處理數(shù)據(jù)_發(fā)數(shù)據(jù)。（針對(duì)UDP協(xié)議通信）
根據(jù)這三點(diǎn)我們?cè)O(shè)計(jì)成員函數(shù)：
- int _socketfd：網(wǎng)絡(luò)文件描述符。
- uint16_t _port：端口號(hào)。對(duì)于IP地址我們不期望從外部傳入，所以暫且不用設(shè)。
- 數(shù)據(jù)處理函數(shù)：這個(gè)成員到后文數(shù)據(jù)處理再設(shè)計(jì)。
對(duì)于成員函數(shù)
- void Init()：完成打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)文件，綁定端口。
- void Start()：?jiǎn)?dòng)服務(wù)，完成收數(shù)據(jù)_處理數(shù)據(jù)_發(fā)數(shù)據(jù)，其中處理數(shù)據(jù)以回調(diào)的方式完成（為了讓模塊解耦，方便模塊之間的拼接和替換）。
如下：
class UdpServer
{
public:
UdpServer(uint16_t port)
: _socketfd(-1), _port(port)
{
}
void Init();
void Start();
private:
int _socketfd;
uint16_t _port;
//......
};void Init ()
1.打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)文件
socket的使用
socket函數(shù)的聲明：
int socket(int domain, int type, int protocol);
功能：打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)文件（套接字）。
參數(shù)domain：確定IP地址類型，如IPv4還是IPv6。
AF_INET: IPv4。AF_INET6：IPv6。
參數(shù)type：確定數(shù)據(jù)的傳輸方式。
SOCK_STREAM: 流式套接字（TCP）。SOCK_DGRAM: 數(shù)據(jù)報(bào)套接字（UDP）。
參數(shù)protocol：確定協(xié)議類型，如果前面type已經(jīng)能確定了，這里傳入0即可。
返回值：
- 成功：文件描述符。
- 失敗：一個(gè)小于0的數(shù)。
代碼示例：
// 打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)文件 IPv4 數(shù)據(jù)包 udp
_socketfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (_socketfd < 0)
{
LOG(Level::ERROR) << "socket() fail";
exit(1);
}
else
{
LOG(Level::INFO) << "socket() succee _socketfd:" << _socketfd;
}說(shuō)明：LOG是我寫(xiě)的一個(gè)打印日志的接口， 大家把它當(dāng)作cout理解就行，當(dāng)然需要日志源碼的可以私信我。
2.綁定ip地址與端口號(hào)
sockaddr_in結(jié)構(gòu)
首先我們需要了解sockaddr_in結(jié)構(gòu)，IP地址和端口號(hào)等信息要包裝在這個(gè)結(jié)構(gòu)里面，然后使用bind函數(shù)綁定。
sockaddr_in是用于 IPv4 網(wǎng)絡(luò)編程 的一個(gè)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)套接字地址信息（IP地址和端口號(hào)），除此之外還有sockaddr_in6（IPv6），sockaddr_un（本地通信），sockaddr（用來(lái)屏蔽包括但不止于以上三種結(jié)構(gòu)的底層實(shí)現(xiàn)）。
sockaddr_in結(jié)構(gòu)如下：
#include <netinet/in.h>
struct sockaddr_in {
sa_family_t sin_family; // 地址族（Address Family）
in_port_t sin_port; // 端口號(hào)（Port Number）
struct in_addr sin_addr; // IPv4 地址（IP Address）
char sin_zero[8]; // 填充字段（Padding）
};
// IPv4 地址結(jié)構(gòu)（嵌套在 sockaddr_in 中）
struct in_addr {
in_addr_t s_addr; // 32位IPv4地址（網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序）
};創(chuàng)建 sockaddr_in 對(duì)成員進(jìn)行設(shè)定：
- sin_family：我們?cè)O(shè)為
AF_INET，即IPv4。 - sin_port：使用成員變量_port，但需要使用函數(shù)htons轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序（即大端）。
- sin_addr：IP地址通常都是點(diǎn)分十進(jìn)制的字符串，所以需要把IP轉(zhuǎn)成4字節(jié)，然后4字節(jié)轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)序列，庫(kù)提供了inet_addr函數(shù)，可以完成這個(gè)功能。不過(guò)這里我們把它直接設(shè)為INADDR_ANY，表示本主機(jī)上的所有IP都綁定到服務(wù)器，這樣的話外部客戶端連接任意IP都能連接到該主機(jī)。
- 最后一個(gè)成員暫且用不著，不用管。
bind函數(shù)的使用
bind聲明
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,socklen_t addrlen);
功能：用來(lái)綁定端口。
參數(shù)sockfd：要綁定的套接字描述符（由 socket() 函數(shù)創(chuàng)建）。
參數(shù)sockaddr：指向地址結(jié)構(gòu)體的指針，包含綁定的IP地址和端口號(hào)。
參數(shù)addrlen：地址結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度（單位：字節(jié)）。
返回值：
- 0：成功。
- 非0：失敗。
代碼示例：
sockaddr_in sd;
bzero(&sd, sizeof(sd));//初始化為0
sd.sin_family = AF_INET;
sd.sin_port = htons(_port);
// sd.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip.c_str());
sd.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
// 綁定ip地址與端口號(hào)
int n = bind(_socketfd, (const sockaddr *)&sd, sizeof(sd));
if (n != 0)
{
LOG(Level::FATAL) << "bind fial";
exit(1);
}
else
{
LOG(Level::INFO) << "bind success";
}由于后面會(huì)對(duì)sockaddr_in頻繁操作，所以在這里封裝一個(gè)InetAddr類放在InetAddr文件里，這里就不講解具體的細(xì)節(jié)了，如下：
class InetAddr
{
public:
InetAddr(){}
InetAddr(sockaddr_in &peer)
: _addr(peer)
{
_port = ntohs(peer.sin_port);//網(wǎng)絡(luò)序列轉(zhuǎn)為主機(jī)序列
_ip = inet_ntoa(peer.sin_addr);//4字節(jié)轉(zhuǎn)為點(diǎn)分十進(jìn)制
}
InetAddr(uint16_t port, string ip)
: _port(port), _ip(ip)
{
_addr.sin_family = AF_INET;
_addr.sin_port = htons(_port);
_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip.c_str());
}
string tostring_port()
{
return to_string(_port);
}
string tostring_ip()
{
return _ip;
}
bool operator==(InetAddr addr)
{
return _port == addr._port && _ip == addr._ip;
}
sockaddr_in &getaddr()
{
return _addr;
}
private:
uint16_t _port;
string _ip;
sockaddr_in _addr;
};void start ()
3.接收信息
UDP協(xié)議數(shù)據(jù)的接收使用的是recvfrom函數(shù)，recvfrom函數(shù)的使用：
recvfrom函數(shù)聲明：
ssize_t recvfrom(
int sockfd, // 套接字描述符
void *buf, // 接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)
size_t len, // 緩沖區(qū)最大長(zhǎng)度
int flags, // 標(biāo)志位（通常設(shè)為0）
struct sockaddr *src_addr, // 發(fā)送方的地址信息（可選）
socklen_t *addrlen // 地址結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度（輸入輸出參數(shù)）
);| sockfd | UDP套接字的網(wǎng)絡(luò)文件描述符（需已綁定端口）。 |
| buf | 指向接收數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，用于存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)。 |
| len | 緩沖區(qū)的最大容量（單位：字節(jié)），防止數(shù)據(jù)溢出。 |
| flags | 控制接收行為的標(biāo)志位，常用值： 0（默認(rèn)阻塞）、MSG_DONTWAIT（非阻塞）。 |
| src_addr | 指向 struct sockaddr 的指針，用于存儲(chǔ)發(fā)送方的地址信息（IP和端口）。若不需要可設(shè)為 NULL。 |
| addrlen | 輸入時(shí)為 src_addr 結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度，輸出時(shí)為實(shí)際地址長(zhǎng)度。需初始化為 sizeof(struct sockaddr)。 |
| 返回值 | 含義 |
|---|---|
| >0 | 成功接收的字節(jié)數(shù)。 |
| 0 | （僅TCP有意義，UDP一般不會(huì)返回0）。 |
| -1 | 發(fā)生錯(cuò)誤，檢查 errno 獲取具體原因 |
注：千萬(wàn)不要把時(shí)間花在記函數(shù)參數(shù)列表上，這么多函數(shù)你是記不了的，只需要看懂就行，函數(shù)的參數(shù)列表在編譯器上通常都會(huì)有提示的。只需要把鼠標(biāo)指針停留在對(duì)應(yīng)的函數(shù)名上，如下：
代碼示例：
while (true)
{
// 收各個(gè)客戶端發(fā)來(lái)的消息
sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
char buffer[1024];
int n = recvfrom(_socketfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (sockaddr *)&client, &len);
buffer[n] = '\0';
//回調(diào)函數(shù)處理數(shù)據(jù)
//......
}到這里為止通信問(wèn)題就解決了，只需要靜等客戶端發(fā)數(shù)據(jù)就行。接下來(lái)就是數(shù)據(jù)處理。
二、數(shù)據(jù)處理
別忘了我們要做的是群聊服務(wù)器，剛才我們不管三七二十一先把通信問(wèn)題解決，這個(gè)的做法是很正確的，因?yàn)橥ㄐ疟緛?lái)就是一個(gè)模板化的問(wèn)題，其次它和其他模塊是解耦的，在編寫(xiě)過(guò)程中并不用考慮數(shù)據(jù)怎么處理。
群聊服務(wù)器如何實(shí)現(xiàn)？
原理很簡(jiǎn)單，把一個(gè)客戶發(fā)來(lái)的消息再發(fā)送給與它連接的所有客戶。
我們需要做什么呢？
把與它連接的所有客戶的IP和端口號(hào)（InetAddr）都存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)有客戶給它服務(wù)器發(fā)信息，服務(wù)器再把信息轉(zhuǎn)發(fā)給所有客戶。
這個(gè)功能我們單獨(dú)做一個(gè)類Route，用來(lái)做消息路由，放在新建頭文件Route.hpp里。
Route的實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)成員函數(shù)用來(lái)收發(fā)數(shù)據(jù)，一個(gè)成員變量用來(lái)存儲(chǔ)與它連接的客戶端信息。如下：
class Route
{
public:
Route(){}
void Handler(int socketfd,string message,InetAddr client);
private:
vector<InetAddr> _data;
};因?yàn)槭諗?shù)據(jù)的功能在通信模塊已經(jīng)做了，直接讓它把網(wǎng)絡(luò)文件描述符，數(shù)據(jù)和客戶端信息傳給Handler就行。其次做兩個(gè)小函數(shù)，Push：把客戶端信息插入數(shù)組，Pop：把客戶端信息移除數(shù)組。
代碼示例：
class Route
{
private:
void Push(InetAddr peer)
{
for (auto val : _data)
{
//如果已經(jīng)有了，就直接退出
if (val == peer) return;
}
_data.push_back(peer);
LOG(Level::INFO)<<peer.tostring_ip()<<'|'<<peer.tostring_port()<<" online";
}
bool Pop(InetAddr peer)
{
//用戶退出連接后，把它移除數(shù)組
_data.erase(peer);
return true;
}
public:
Route(){}
void Handler(int socketfd,string message,InetAddr client)
{
Push(client);
// 誰(shuí)發(fā)的信息要知道吧？所以添加客戶的信息
string send_message = client.tostring_ip() + " | " + client.tostring_port() + ": ";
send_message += message;
// 發(fā)給所有在線的客戶端
for (auto val : _data)
{
if(val == client) continue;
sendto(socketfd, send_message.c_str(), send_message.size(), 0, (sockaddr *)&val.getaddr(), sizeof(val.getaddr()));
}
}
private:
vector<InetAddr> _data;
};sendto接口和recvfrom很類似，如下：
sendto的聲明：
ssize_t sendto(
int sockfd, // 套接字描述符
const void *buf, // 待發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)
size_t len, // 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（字節(jié)）
int flags, // 控制標(biāo)志（通常設(shè)為0）
const struct sockaddr *dest_addr, // 目標(biāo)地址（IP和端口）
socklen_t addrlen // 目標(biāo)地址結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度
);參數(shù)詳解
| sockfd | UDP 套接字的描述符（無(wú)需提前連接）。 |
| buf | 指向待發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)（如字符串、二進(jìn)制數(shù)據(jù)）。 |
| len | 數(shù)據(jù)的實(shí)際長(zhǎng)度（單位：字節(jié)）。 |
| flags | 控制發(fā)送行為的標(biāo)志位，常用值： 0（默認(rèn)阻塞）、MSG_DONTWAIT（非阻塞）。 |
| dest_addr | 指向目標(biāo)地址的結(jié)構(gòu)體（如 sockaddr_in），需強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為 sockaddr*。 |
| addrlen | 目標(biāo)地址結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度（如 sizeof(struct sockaddr_in)）。 |
返回值
| 返回值 | 含義 |
|---|---|
| >0 | 成功發(fā)送的字節(jié)數(shù)（可能與 len 不同，需檢查是否完全發(fā)送）。 |
| -1 | 發(fā)送失敗，檢查 errno 獲取具體錯(cuò)誤原因。 |
這里有個(gè)很尷尬的事，服務(wù)器并不知道客戶端什么時(shí)候退出，可以說(shuō)是UDP協(xié)議的特點(diǎn)吧，所以Pop函數(shù)什么時(shí)候調(diào)用并不知道，除非客戶在退出時(shí)給服務(wù)器發(fā)一條特殊信息表明客戶要退出。這里先這樣。
現(xiàn)在為止服務(wù)器相關(guān)的通信接口和數(shù)據(jù)處理方法已經(jīng)準(zhǔn)備好了，接下來(lái)實(shí)現(xiàn)UdpClient.cc文件，即main函數(shù)，把服務(wù)器調(diào)用起來(lái)。
主要實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：
- 要給服務(wù)器設(shè)定端口號(hào)，需要從程序外部傳入，即命令行參數(shù)。
- 創(chuàng)建數(shù)據(jù)處理的類（Route）。
- 創(chuàng)建服務(wù)器，把端口號(hào)和數(shù)據(jù)處理方法（即回調(diào)方法）傳入，啟動(dòng)服務(wù)器。
1，2比較簡(jiǎn)單，接下來(lái)講解第3點(diǎn)。
還記得開(kāi)頭在UdpServer里我們?nèi)鄙俚某蓡T變量數(shù)據(jù)處理函數(shù)嗎？現(xiàn)在我們知道它是誰(shuí)了，即：
- void Handler(int socketfd,string message,InetAddr client)
這里我們寫(xiě)規(guī)范一點(diǎn)，聲明一個(gè)類型：
- using funcType = function<void(int, string, InetAddr)>;
然后添加成員變量funcType _func，并在構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)列表進(jìn)行初始化。
最后在Start中調(diào)用_func函數(shù)（即回調(diào)），如下：
void Start()
{
while (true)
{
// 收各個(gè)客戶端發(fā)來(lái)的消息
sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
char buffer[1024];
int n = recvfrom(_socketfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (sockaddr *)&client, &len);
buffer[n] = '\0';
_func(_socketfd,string(buffer),InetAddr(client));
}
}可優(yōu)化點(diǎn)：把_func當(dāng)作任務(wù)，推入線程池。
現(xiàn)在創(chuàng)建UdpServer兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是port（端口號(hào)），另一個(gè)是func（數(shù)據(jù)處理方法），對(duì)于func我們可以以lambda表達(dá)式的方式傳入。如下：
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc != 2)
{
std::cerr << "Usage" << argv[0] << "port" << std::endl;
return 1;
}
std::string port = argv[1];
// 路由
Route rt;
// 通信
unique_ptr<UdpServer> us = make_unique<UdpServer>(stoi(port), [&](int socketfd, string meassge, InetAddr client)
{ rt.Handler(socketfd, meassge, client); });
us->Init();
us->Start();
return 0;
}客戶端
框架設(shè)計(jì)
客戶端將來(lái)是要連接服務(wù)器的，所以需要傳入服務(wù)器IP和端口，而且是從程序外部出入。即給main函數(shù)傳入命令行參數(shù)。注意判斷參數(shù)是否合法。
然后和服務(wù)器一樣需要打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)文件。如下：
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " server_op server_port" << std::endl;
return 1;
}
int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (socketfd < 0)
{
LOG(Level::ERROR) << "socket() fail";
exit(1);
}
else
{
LOG(Level::INFO) << "socket() succee _socketfd:" << socketfd;
}
//包裝客戶端信息
InetAddr addr(std::stoi(argv[2]), argv[1]);
//信息收發(fā)
//......
return 0;
}三、端口綁定
客戶端的實(shí)現(xiàn)可比服務(wù)器簡(jiǎn)單多了，因?yàn)樗?strong>不需要我們手動(dòng)綁定IP和端口號(hào)，系統(tǒng)幫我們做了。但要清楚我們是可以自己綁定的，不過(guò)會(huì)有很多問(wèn)題，比如主機(jī)里有很多進(jìn)程，可能端口號(hào)會(huì)綁重，讓系統(tǒng)自動(dòng)分配比較安全。
那服務(wù)器的端口號(hào)為什么不也讓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分配呢？我們自己綁多麻煩。其實(shí)是這樣的，服務(wù)器是需要供給很多客戶去使用，需要客戶端填寫(xiě)服務(wù)器端口。所以服務(wù)器端口一定要明確，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分配的話，在程序外部就無(wú)法知道服務(wù)器端口號(hào)了。
四、收發(fā)信息
收發(fā)信息是一個(gè)不斷重復(fù)的操作，所以寫(xiě)成一個(gè)死循環(huán)，但要注意不要把收信息和發(fā)信息寫(xiě)在一起，要不然發(fā)信息阻塞時(shí)就收不到信息，收信息阻塞時(shí)也發(fā)不了信息。
所以它們應(yīng)該并發(fā)地進(jìn)行，即使用兩個(gè)子線程。
代碼示例：
void Write(int socketfd, InetAddr &addr)
{
//提前發(fā)一條信息告訴服務(wù)器我已經(jīng)上線
string str="online";
sendto(socketfd, str.c_str(), sizeof(str), 0, (const sockaddr *)&addr.getaddr(), sizeof(addr.getaddr()));
while (true)
{
std::string message;
cout<<"Please Enter# ";
std::getline(std::cin, message);
sendto(socketfd, message.c_str(), sizeof(message), 0, (const sockaddr *)&addr.getaddr(), sizeof(addr.getaddr()));
}
}
void Read(int socketfd)
{
while (true)
{
sockaddr_in sd;
char buffer[1024];
socklen_t len = sizeof(sd);
int n = recvfrom(socketfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (sockaddr *)&sd, &len);
buffer[n] = '\0';
std::cout << buffer << std::endl;
}
}main函數(shù)中
thread td_read([&](){
Write(socketfd,addr);
});
thread td_write([&](){
Read(socketfd);
});
td_read.join();
td_read.join();到這里這個(gè)工程就完成了，下面是運(yùn)行結(jié)果。
效果展示：
五、源碼
UdpServer.hpp
// 用條件編譯，防止頭文件重復(fù)包含
#ifndef UDP_SERVER
#define UDP_SERVER
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <strings.h>
#include <string>
#include <assert.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <functional>
#include "InetAddr.hpp"
#include "Log.hpp"
using namespace std;
using namespace my_log;
using funcType = function<void(int, string, InetAddr)>;
class task
{
public:
task() {}
task(funcType func, int socketfd, string message, InetAddr client)
: _func(func), _socketfd(socketfd), _message(message), _client(client)
{
}
void operator()()
{
assert(_socketfd != -1);
_func(_socketfd, _message, _client);
}
private:
funcType _func;
int _socketfd;
string _message;
InetAddr _client;
};
class UdpServer
{
public:
UdpServer(uint16_t port, const funcType &func)
: _socketfd(-1), _port(port), _func(func)
{
}
void Init()
{
// 打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)文件 IPv4 數(shù)據(jù)包 udp
_socketfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (_socketfd < 0)
{
LOG(Level::ERROR) << "socket() fail";
exit(1);
}
else
{
LOG(Level::INFO) << "socket() succee _socketfd:" << _socketfd;
}
sockaddr_in sd;
bzero(&sd, sizeof(sd));
sd.sin_family = AF_INET;
sd.sin_port = htons(_port);
// sd.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip.c_str());
sd.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
// 綁定ip地址與端口號(hào)
int n = bind(_socketfd, (const sockaddr *)&sd, sizeof(sd));
if (n < 0)
{
LOG(Level::FATAL) << "bind fial";
exit(1);
}
else
{
LOG(Level::INFO) << "bind success";
}
}
void Start()
{
while (true)
{
// 收各個(gè)客戶端發(fā)來(lái)的消息
sockaddr_in client;
socklen_t len = sizeof(client);
char buffer[1024];
int n = recvfrom(_socketfd, buffer, sizeof(buffer), 0, (sockaddr *)&client, &len);
buffer[n] = '\0';
_func(_socketfd,string(buffer),InetAddr(client));
}
}
~UdpServer()
{
}
private:
int _socketfd;
uint16_t _port;
funcType _func;
};
#endif
UdpServer.cc
#include <iostream>
#include <memory>
#include "UdpServer.hpp"
#include "InetAddr.hpp"
#include "Route.hpp"
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc < 2)
{
// LOG(Level::FATAL)<<"input error";
std::cerr << "Usage" << argv[0] << "port" << std::endl;
return 1;
}
std::string port = argv[1];
// 路由
Route rt;
// 通信
unique_ptr<UdpServer> us = make_unique<UdpServer>(stoi(port), [&](int socketfd, string meassge, InetAddr client)
{ rt.Handler(socketfd, meassge, client); });
us->Init();
us->Start();
return 0;
}UdpClient.cc
#include <iostream>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <strings.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <thread>
#include "InetAddr.hpp"
#include "Log.hpp"
using namespace my_log;
void Write(int socketfd, InetAddr &addr)
{
string str="online";
sendto(socketfd, str.c_str(), sizeof(str), 0, (const sockaddr *)&addr.getaddr(), sizeof(addr.getaddr()));
while (true)
{
std::string message;
cout<<"Please Enter# ";
std::getline(std::cin, message);
sendto(socketfd, message.c_str(), sizeof(message), 0, (const sockaddr *)&addr.getaddr(), sizeof(addr.getaddr()));
}
}
void Read(int socketfd)
{
while (true)
{
sockaddr_in sd;
char buffer[1024];
socklen_t len = sizeof(sd);
int n = recvfrom(socketfd, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0, (sockaddr *)&sd, &len);
buffer[n] = '\0';
std::cout << buffer << std::endl;
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc != 3)
{
std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " server_op server_port" << std::endl;
return 1;
}
int socketfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (socketfd < 0)
{
LOG(Level::ERROR) << "socket() fail";
exit(1);
}
else
{
LOG(Level::INFO) << "socket() succee _socketfd:" << socketfd;
}
InetAddr addr((uint16_t)std::stoi(argv[2]), argv[1]);
thread td_read([&](){
Write(socketfd,addr);
});
thread td_write([&](){
Read(socketfd);
});
td_read.join();
td_read.join();
return 0;
}
InteAddr.hpp
#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
using namespace std;
class InetAddr
{
public:
InetAddr(){}
InetAddr(sockaddr_in &peer)
: _addr(peer)
{
_port = ntohs(peer.sin_port);
_ip = inet_ntoa(peer.sin_addr);
}
InetAddr(uint16_t port, string ip)
: _port(port), _ip(ip)
{
_addr.sin_family = AF_INET;
_addr.sin_port = htons(_port);
_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(_ip.c_str());
}
string tostring_port()
{
return to_string(_port);
}
string tostring_ip()
{
return _ip;
}
bool operator==(InetAddr addr)
{
return _port == addr._port && _ip == addr._ip;
}
sockaddr_in &getaddr()
{
return _addr;
}
private:
uint16_t _port;
string _ip;
sockaddr_in _addr;
};Route.hpp
#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include "Log.hpp"
#include "InetAddr.hpp"
using namespace std;
using namespace my_log;
class Route
{
private:
void Push(InetAddr peer)
{
for (auto val : _data)
{
if (val == peer) return;
}
_data.push_back(peer);
LOG(Level::INFO)<<peer.tostring_ip()<<'|'<<peer.tostring_port()<<" online";
}
bool Pop()
{
return true;
}
public:
Route(){}
void Handler(int socketfd,string message,InetAddr client)
{
Push(client);
// 處理信息
string send_message = client.tostring_ip() + " | " + client.tostring_port() + ": ";
send_message += message;
// 發(fā)給所有在線的客戶端
for (auto val : _data)
{
if(val == client) continue;
sendto(socketfd, send_message.c_str(), send_message.size(), 0, (sockaddr *)&val.getaddr(), sizeof(val.getaddr()));
}
}
private:
vector<InetAddr> _data;
};到此這篇關(guān)于C++基于UDP協(xié)議的群聊服務(wù)器開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ UDP 群聊內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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