2018-2019-1 20165318 實驗三 實時系統

任務一

實驗要求

• 學習使用Linux命令wc(1)
• 基於Linux Socket程式設計實現wc（1）伺服器(埠號是你學號的後6位)和客戶端
  • 客戶端傳一個文字檔案給伺服器
  • 伺服器返加文字檔案中的單詞數

實驗步驟

1. 實現wc功能
2. 實現客戶端給伺服器傳檔案功能

3. 在客戶端呼叫wc函式統計傳過來的檔案的單詞個數

4. 實現wc功能：使用「man 1 wc」檢視wc命令的manpages

• wc指令功能：統計指定檔案中的位元組數、字數、行數，並將統計結果顯示輸出。
• wc指令格式：wc [選項] 檔案...
• wc指令描述：其中word字長是由空格分隔的非零長度序列。
• wc命令引數：
  • -c 統計位元組數。
  • -l 統計行數。
  • -m 統計字元數。這個標誌不能與 -c 標誌一起使用。
  • -w 統計字數。一個字被定義為由空白、跳格或換行字元分隔的字串。
  • -L 列印最長行的長度。

可以使用wc -w命令統計字數，但是字的定義是“空白、跳格或換行字元分隔的字串”，和單詞數不完全相同。

程式碼實現

• 伺服器

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

#define MYPORT 165318

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

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

#define MYPORT 165318

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);
}
 

實驗截圖

任務二

實驗要求

• 使用多執行緒實現wc伺服器並使用同步互斥機制保證計數正確

實驗步驟

• 任務一中的客戶端程式碼不需要改變，只需要改變伺服器程式碼即可。
• 伺服器程式碼需要增加兩個功能
  • 增加多執行緒
  • 使用同步互斥

程式碼實現

• 伺服器端

#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 165318
pthread_mutex_t counter_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
int serverfd, clientfd;
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];

    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_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));
        pthread_create(&t, NULL, &wc, NULL);
        pthread_join(&t, NULL);
    }
    close(serverfd);
}

• 客戶端

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

#define MYPORT 165318

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);
}

實驗截圖

實驗遇到的問題及解決方法

• 問題：在進行任務二時，在伺服器程式碼的標頭檔案中有<pthread.h>，可是編譯的時候卻報錯“對pthread_create未定義的引用“。

• 解決方法：通過參考對pthread_create未定義的引用，因為pthread庫不是Linux系統預設的庫，連線時需要使用庫libpthread.a,所以在使用pthread_create建立執行緒時，在編譯中要加-lpthread引數:gcc createThread.c -lpthread -o createThread. 加上這個以後編譯成功！