【Linux】网络版计算器代码

网络应用层协议的demo  运输层基于TCP

protocol.hpp

#pragma once#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <jsoncpp/json/json.h>#define SEP " "
#define SEP_LEN strlen(SEP) 
#define LINE_SEP "\r\n"
#define LINE_SEP_LEN strlen(LINE_SEP)enum
{OK = 0,DIV_ZERO,MOD_ZERO,OP_ERROR
};std::string enLength(const std::string &text)
{std::string send_string = std::to_string(text.size());send_string += LINE_SEP;send_string += text;send_string += LINE_SEP;return send_string;
}bool deLength(const std::string &package, std::string *text)
{auto pos = package.find(LINE_SEP);if (pos == std::string::npos)return false;std::string text_len_string = package.substr(0, pos);int text_len = std::stoi(text_len_string);*text = package.substr(pos + LINE_SEP_LEN, text_len);return true;
}class Request
{
public:Request() : x(0), y(0), op(0){}Request(int x_, int y_, char op_) : x(x_), y(y_), op(op_){}bool serialize(std::string *out){
#ifdef MYSELF*out = "";// 结构化 -> "x op y";std::string x_string = std::to_string(x);std::string y_string = std::to_string(y);*out = x_string;*out += SEP;*out += op;*out += SEP;*out += y_string;
#elseJson::Value root;root["first"] = x;root["second"] = y;root["oper"] = op;Json::FastWriter writer;// Json::StyledWriter writer;*out = writer.write(root);
#endifreturn true;}bool deserialize(const std::string &in){
#ifdef MYSELF// "x op y" -> 结构化auto left = in.find(SEP);auto right = in.rfind(SEP);if (left == std::string::npos || right == std::string::npos)return false;if (left == right)return false;if (right - (left + SEP_LEN) != 1)return false;std::string x_string = in.substr(0, left);std::string y_string = in.substr(right + SEP_LEN);if (x_string.empty())return false;if (y_string.empty())return false;x = std::stoi(x_string);y = std::stoi(y_string);op = in[left + SEP_LEN];
#elseJson::Value root;Json::Reader reader;reader.parse(in, root);x = root["first"].asInt();y = root["second"].asInt();op = root["oper"].asInt();
#endifreturn true;}public:int x;int y;char op;
};class Response
{
public:Response() : exitcode(0), result(0){}Response(int exitcode_, int result_) : exitcode(exitcode_), result(result_){}bool serialize(std::string *out){
#ifdef MYSELF*out = "";std::string ec_string = std::to_string(exitcode);std::string res_string = std::to_string(result);*out = ec_string;*out += SEP;*out += res_string;
#elseJson::Value root;root["exitcode"] = exitcode;root["result"] = result;Json::FastWriter writer;*out = writer.write(root);
#endifreturn true;}bool deserialize(const std::string &in){
#ifdef MYSELF// "exitcode result"auto mid = in.find(SEP);if (mid == std::string::npos)return false;std::string ec_string = in.substr(0, mid);std::string res_string = in.substr(mid + SEP_LEN);if (ec_string.empty() || res_string.empty())return false;exitcode = std::stoi(ec_string);result = std::stoi(res_string);
#elseJson::Value root;Json::Reader reader;reader.parse(in, root);exitcode = root["exitcode"].asInt();result = root["result"].asInt();
#endifreturn true;}public:int exitcode; // 0：计算成功，!0表示计算失败int result;   // 计算结果
};bool recvPackage(int sock, std::string &inbuffer, std::string *text)
{char buffer[1024];while (true){ssize_t n = recv(sock, buffer, sizeof(buffer) - 1, 0);if (n > 0){buffer[n] = 0;inbuffer += buffer;// 分析处理auto pos = inbuffer.find(LINE_SEP);if (pos == std::string::npos)continue;std::string text_len_string = inbuffer.substr(0, pos);int text_len = std::stoi(text_len_string);int total_len = text_len_string.size() + 2 * LINE_SEP_LEN + text_len;std::cout << "处理前#inbuffer: \n" << inbuffer << std::endl;if (inbuffer.size() < total_len){std::cout << "你输入的消息，没有严格遵守我们的协议，正在等待后续的内容, continue" << std::endl;continue;}// 至少有一个完整的报文*text = inbuffer.substr(0, total_len);inbuffer.erase(0, total_len);std::cout << "处理后#inbuffer:\n " << inbuffer << std::endl;break;}elsereturn false;}return true;
}

calServer.hpp

#pragma once#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <functional>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
#include "log.hpp"
#include "protocol.hpp"namespace server
{enum{USAGE_ERR = 1,SOCKET_ERR,BIND_ERR,LISTEN_ERR};static const uint16_t gport = 8080;static const int gbacklog = 5;typedef std::function<bool(const Request &req, Response &resp)> func_t;void handlerEntery(int sock, func_t func){std::string inbuffer;while (true){std::string req_text, req_str;if (!recvPackage(sock, inbuffer, &req_text))return;std::cout << "带报头的请求：\n" << req_text << std::endl;if (!deLength(req_text, &req_str))return;std::cout << "去掉报头的正文：\n" << req_str << std::endl;Request req;if (!req.deserialize(req_str))return;Response resp;func(req, resp); std::string resp_str;resp.serialize(&resp_str);std::cout << "计算完成, 序列化响应: " <<  resp_str << std::endl;std::string send_string = enLength(resp_str);std::cout << "构建完成完整的响应\n" <<  send_string << std::endl;send(sock, send_string.c_str(), send_string.size(), 0); }}class CalServer{public:CalServer(const uint16_t &port = gport) : _listensock(-1), _port(port){}void initServer(){// 1. 创建socket文件套接字对象_listensock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (_listensock < 0){exit(SOCKET_ERR);}// 2. bind绑定自己的网络信息struct sockaddr_in local;memset(&local, 0, sizeof(local));local.sin_family = AF_INET;local.sin_port = htons(_port);local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;if (bind(_listensock, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) < 0){exit(BIND_ERR);}// 3. 设置socket 为监听状态if (listen(_listensock, gbacklog) < 0) {exit(LISTEN_ERR);}}void start(func_t func){for (;;){// 4. server 获取新链接// sock, 和client进行通信的fdstruct sockaddr_in peer;socklen_t len = sizeof(peer);int sock = accept(_listensock, (struct sockaddr *)&peer, &len);if (sock < 0){continue;}//多进程版pid_t id = fork();if (id == 0) {close(_listensock);handlerEntery(sock, func);close(sock);exit(0);}close(sock);pid_t ret = waitpid(id, nullptr, 0);}}~CalServer() {}private:int _listensock; uint16_t _port;};}

calServer.cc

#include "calServer.hpp"
#include <memory>using namespace server;
using namespace std;static void Usage(string proc)
{cout << "\nUsage:\n\t" << proc << " local_port\n\n";
}bool cal(const Request &req, Response &resp)
{resp.exitcode = OK;resp.result = OK;switch (req.op){case '+':resp.result = req.x + req.y;break;case '-':resp.result = req.x - req.y;break;case '*':resp.result = req.x * req.y;break;case '/':{if (req.y == 0)resp.exitcode = DIV_ZERO;elseresp.result = req.x / req.y;}break;case '%':{if (req.y == 0)resp.exitcode = MOD_ZERO;elseresp.result = req.x % req.y;}break;default:resp.exitcode = OP_ERROR;break;}return true;
}int main(int argc, char *argv[])
{if (argc != 2){Usage(argv[0]);exit(USAGE_ERR);}uint16_t port = atoi(argv[1]);unique_ptr<CalServer> tsvr(new CalServer(port));tsvr->initServer();tsvr->start(cal);return 0;
}

 calClient.hpp

#pragma once#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include "protocol.hpp"#define NUM 1024class CalClient
{
public:CalClient(const std::string &serverip, const uint16_t &serverport): _sock(-1), _serverip(serverip), _serverport(serverport){}void initClient(){// 创建socket_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (_sock < 0){std::cerr << "socket create error" << std::endl;exit(2);}}void start(){struct sockaddr_in server;memset(&server, 0, sizeof(server));server.sin_family = AF_INET;server.sin_port = htons(_serverport);server.sin_addr.s_addr = inet_addr(_serverip.c_str());if (connect(_sock, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server)) != 0){std::cerr << "socket connect error" << std::endl;}else{std::string line;std::string inbuffer;while (true){std::cout << "mycal>>> ";std::getline(std::cin, line);  Request req = ParseLine(line); std::string content;req.serialize(&content);std::string send_string = enLength(content);std::cout << "sendstring:\n" << send_string << std::endl;send(_sock, send_string.c_str(), send_string.size(), 0); std::string package, text;//  "content_len"\r\n"exitcode result"\r\nif (!recvPackage(_sock, inbuffer, &package))continue;if (!deLength(package, &text))continue;// "exitcode result"Response resp;resp.deserialize(text);std::cout << "exitCode: " << resp.exitcode << std::endl;std::cout << "result: " << resp.result << std::endl;}}}Request ParseLine(const std::string &line){int status = 0;int i = 0;int cnt = line.size();std::string left, right;char op;while (i < cnt){switch (status){case 0:{if(!isdigit(line[i])){op = line[i];status = 1;}else left.push_back(line[i++]);}break;case 1:i++;status = 2;break;case 2:right.push_back(line[i++]);break;}}std::cout << std::stoi(left)<<" " << std::stoi(right) << " " << op << std::endl;return Request(std::stoi(left), std::stoi(right), op);}~CalClient(){if (_sock >= 0)close(_sock);}private:int _sock;std::string _serverip;uint16_t _serverport;
};

calClient.cc 

#include "calClient.hpp"
#include <memory>using namespace std;static void Usage(string proc)
{cout << "\nUsage:\n\t" << proc << " serverip serverport\n\n";
}int main(int argc, char *argv[])
{if (argc != 3){Usage(argv[0]);exit(1);}string serverip = argv[1];uint16_t serverport = atoi(argv[2]);unique_ptr<CalClient> tcli(new CalClient(serverip, serverport));tcli->initClient();tcli->start();return 0;
}

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