2017-2018-1 20155212 實驗三 實時系統

1 學習使用Linux命令wc(1)

題目

• 基於Linux Socket程序設計實現wc（1）服務器(端口號是你學號的後6位)和客戶端
• 客戶端傳一個文本文件給服務器
• 服務器返加文本文件中的單詞數

步驟

• 使用man wc命令查看wc
• wc命令詳解
  • 語法：wc [選項] 文件
  • 選項含義
    • c：統計字節數
    • l：統計行數
    • w：統計字數
• 使用示例
• 實現難點：
  • 如何統計單詞數？
    • 使用od -tc命令查看文本中單詞之間如何間隔
    • 單詞間通過‘ ‘、‘\r‘、‘\n‘間隔開
  • 統計結果與實際出現較大誤差
    • 字符間可能有多個間隔符，因此連續的間隔符只能算一個

最終代碼

• 服務器

  /*server*/
  #include <stdio.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <sys/socket.h>
  #include <netinet/in.h>
  #include <arpa/inet.h>
  #include <string.h>
  
  #define MYPORT 155212
  
  void main(){
      int serverfd, clientfd;
      struct sockaddr_in my_addr;
      struct sockaddr_in remote_addr;
  
      char buffer[BUFSIZ];
      memset(&my_addr, 0, sizeof(my_addr));
      my_addr.sin_family=AF_INET;
      my_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;
      my_addr.sin_port=htons(MYPORT);
  
      if((serverfd=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0))==-1){
          perror("socket");
      }
  
      if(bind(serverfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr))<0){
          perror("bind");
      }
      listen(serverfd, 5);
      int addrlen=sizeof(struct sockaddr_in); 
      while(1){
          if((clientfd=accept(serverfd, (struct sockaddr *)&remote_addr, &addrlen))<0){
              perror("accept");
          }
          printf("accept client %s\n", inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));
          int len, i;
          long wordscount=0;
          int flag=1;
          while(1){
              if((len=recv(clientfd, buffer, 1024, 0))>0){
                  for(i=0; i<len; i++){
                      if(flag==0){
                          switch(buffer[i]){
                              case ‘ ‘:
                                  wordscount++;
                                  break;
                              case ‘\n‘:
                                  wordscount++;
                                  break;
                              case ‘\r‘:
                                  wordscount++;
                                  break;
                              default:
                                  break;
                          }
                      }
                      if(buffer[i]== ‘ ‘ || buffer[i]==‘\n‘ || buffer[i]==‘\r‘) flag=1;
                      else flag=0;
                  }
              }
              if(len<1024) break;
          }
          send(clientfd, &wordscount, sizeof(long), 0);
          close(clientfd);
      }
      close(serverfd);
  }
   
  

• 客戶端

  /*client*/
  #include <stdio.h>  
  #include <sys/types.h>  
  #include <sys/socket.h>  
  #include <netinet/in.h>  
  #include <arpa/inet.h>  
  #include <string.h>
  
  #define MYPORT 155212
  
  void main(){
      int clientfd;
      struct sockaddr_in remote_addr;
      char buffer[BUFSIZ];
      memset(&remote_addr, 0 , sizeof(remote_addr));
      remote_addr.sin_family=AF_INET;
      remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");
      remote_addr.sin_port=htons(MYPORT);
  
      if((clientfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){  
          perror("socket");  
      }
  
      if(connect(clientfd, (struct sockaddr *)&remote_addr, sizeof(struct sockaddr))<0){
          perror("connect");
      }
  
      int len;
      FILE *fp;
      char path[20];
      gets(path);
      fp=fopen(path, "r");
      char readch;
      int i=0;
      while((readch=fgetc(fp))!=EOF){
          if(i<1024){
              buffer[i]=readch;
              i++;
          }
          else{
              i=0;
              int n=send(clientfd, buffer, 1024, 0);
          }
      }
      fclose(fp);
      if(i!=0) send(clientfd, buffer, i, 0);
      long wordscount;
      recv(clientfd, &wordscount, sizeof(long), 0);
      printf("%ld\n", wordscount);
      close(clientfd);
  }
   
  

• 運行結果截圖

2 使用多線程實現wc服務器並使用同步互斥機制保證計數正確

分析

• 1中的客戶端代碼不需要改變，只需要改變服務器代碼即可。
• 服務器代碼需要增加兩個功能
  • 增加多線程
  • 使用同步互斥

代碼

• 服務器

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <pthread.h>

#define MYPORT 155212
pthread_mutex_t counter_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

char buffer[BUFSIZ];
void *wc(void *m){
    pthread_mutex_lock( &counter_mutex );
    int len, i;
    long wordscount=0;
    int flag=1;
    while(1){
        if((len=recv(clientfd, buffer, 1024, 0))>0){
            for(i=0; i<len; i++){
                if(flag==0){
                    switch(buffer[i]){
                        case ‘ ‘:
                            wordscount++;
                            break;
                        case ‘\n‘:
                            wordscount++;
                            break;
                        case ‘\r‘:
                            wordscount++;
                            break;
                        default:
                            break;
                    }
                }
                if(buffer[i]== ‘ ‘ || buffer[i]==‘\n‘ || buffer[i]==‘\r‘) flag=1;
                else flag=0;
            }
        }
        if(len<1024) break;
    }
    send(clientfd, &wordscount, sizeof(long), 0);
    close(clientfd);
    pthread_mutex_unlock( &counter_mutex );
    return NULL;
}
void main(){
    pthread_t t;    
    char arg[30];
    int serverfd, clientfd;
    struct sockaddr_in my_addr;
    struct sockaddr_in remote_addr;

    memset(&my_addr, 0, sizeof(my_addr));
    my_addr.sin_family=AF_INET;
    my_addr.sin_addr.s_add#include  <pthread.h>r=INADDR_ANY;
    my_addr.sin_port=htons(MYPORT);

    if((serverfd=socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0))==-1){
        perror("socket");
    }

    if(bind(serverfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr))<0){
        perror("bind");
    }
    listen(serverfd, 5);
    int addrlen=sizeof(struct sockaddr_in); 
    while(1){
        if((clientfd=accept(serverfd, (struct sockaddr *)&remote_addr, &addrlen))<0){
            perror("accept");
        }
        printf("accept client %s\n", inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));
        pthread_create(&t, NULL, &wc, NULL);
        pthread_join(&t, NULL);
    }
    close(serverfd);
}

運行結果

實驗總結

• 在本次實驗中，實驗進展比較慢，主要原因在於對socket編程不夠熟悉，有一些錯誤一直沒調出來，而且由於比較急，任務二的截圖提交錯了。在今後的實驗中，需要更加提前準備實驗，同時在提交截圖時需要仔細確認。
• 希望老師能多提前幾天將其他實驗的任務給我們，以便我們能充分準備好實驗

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