Linux套接字编程详解

Linux套接字编程

预备知识
- IP地址和MAC地址
- 套接字结构
- 网络字节序
UDP套接字编程
- - 服务端代码
  - 客服端代码
- TCP 套接字
- - 守护进程
计算器
- 模块1 日志头文件
- 序列化和反序列化

预备知识

IP地址和MAC地址

MAC地址用来在局域网中标识唯一主机
Ip地址用于在广域网中标识唯一主机
（1）IP地址：

IP协议有两个版本 , IPv4 和IPv6. 我们凡是提到 IP 协议 , 没有特殊说明的 , 默认都是指 IPv4 IP 地址是在 IP
协议中 , 用来标识网络中不同主机的地址 ; 对于 IPv4 来说 , IP 地址是一个4字节, 32位的整数; 我们通常也使用
“点分十进制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255;

（2）MAC地址：

MAC地址是物理网卡硬件地址：用于识别相邻的两个物理硬件设备，它的大小为：6字节 ①长度为48位, 及6个字节 .
一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
②在出厂时就会设定，不能修改，MAC地址通常是唯一的，它的大小是6字节，用于识别相邻设备，在链路层完成相邻设备之间的数据传输。
(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址). ③MAC地址与网络无关
④一台计算机可以有多个MAC地址：一台计算机可以绑定多个网卡，进而可以拥有多个MAC地址。
举例：IP数据报的收发方进行跨网投递时，发送方需利用ARP协议获取
发送方本网段路由器对应端口的MAC地址，因为当需要跨网络进行传递的时候，也就是意味着需要找到该数据包的下一跳的MAC地址，所以认为从发送方出来，首先先到到达本网段的路由器，所以获取本网段的路由器的MAC地址

套接字结构

套接字由IP地址和端口号组成，其中端口号标识唯一进程。
主机间在通信的本质是：在各自的主机上的两个进程在互相交互数据!
IP地址可以完成主机和主机的通信，而主机上各自的通信进程，才是发送和接受数据的一方

IP ：确保主机的唯一性
端口号(port)：确保该主机上某一个进程的唯一性（则一个进程只能占用一个端口号）
IP：PORT = 标识互联网中唯一的一个进程！——>这两个合起来叫 socket(套接字)(翻译是插座)
网络通信的本质：就是进程间通信! ! !
端口号(port)是传输层协议的内容：
端口号是一个 2字节16位的整数 ;类型是uint16_t，不过传uint32_t也可以，最终会截断成uint16_t。因为一般1-1023端口属于系统保留端口，这些端口已经分配给一些应用了，所以我们只能使用1024及以上的端口。
端口号是进程的门，如果一个进程有多个门，那我可以接受多路信息。
如果一个端口可以去多个进程，那么就会出问题，端口就变成十字路口了。
注1：一个端口号只能被一个进程占用（一个进程可以有多个端口号，但一个端口号不可以对应多个进程，只要保证从端口号到进程的数据链路是唯一的）
注2： Socket客户端的端口是不固定的， Socket服务端的端口是固定的。
解释：客户端的端口我们推荐是不主动绑定策略，这样可以尽可能的避免端口冲突，让系统选择合适端口绑定，因此不固定；
服务端的端口必须是固定的，因为总是客户端先请求服务端，因此必须提前获知服务端地址端口信息，但是一旦服务器端端口改变，会造成之前的客户端的信息失效找不到服务端了。
思考一下服务端为什么是固定的？客服端为什么是动态的？
因为高铁站修好了就不动了，而你可以一直搬家。
理解 “端口号” 和 “进程ID”（端口号的意义）
端口号和进程ID的区别，端口号是进程在网络的户口，进程ID是在操作系统的户口。这样更加方便分层管理。

网络字节序

网络字节序在网络中是大端。可能大家已经忘了大小端，下面我们在介绍一下大小端。
在这里插入图片描述
大端存储在网络中是规定的。
网络和主机字节序的转换函数:
为使网络程序具有可移植性 , 使同样的 C 代码在大端和小端计算机上编译后都能正常运行 , 可以调用以下库函数做网络字节序和主机字节序的转换
在这里插入图片描述

uint32_t htonl (uint32_ t hostlong);——htonl（host to net 主机转网络）

下面是这四个函数的详细讲解：

htonl (host to network long)

功能：将32位无符号整数从主机字节序转换为网络字节序（大端字节序）。

参数：一个32位无符号整数（通常表示IPv4地址或端口号）。

返回值：转换后的32位无符号整数（网络字节序）。

htons (host to network short)

功能：将16位无符号整数从主机字节序转换为网络字节序（大端字节序）。

参数：一个16位无符号整数（通常表示端口号）。

返回值：转换后的16位无符号整数（网络字节序）。

ntohl (network to host long)

功能：将32位无符号整数从网络字节序（大端字节序）转换为主机字节序。

参数：一个32位无符号整数（网络字节序）。

返回值：转换后的32位无符号整数（主机字节序）。

ntohs (network to host short)

功能：将16位无符号整数从网络字节序（大端字节序）转换为主机字节序。

参数：一个16位无符号整数（网络字节序）。

返回值：转换后的16位无符号整数（主机字节序）。

①这些函数名很好记,h表示host,n表示network,l表示32位长整数,s表示16位短整数。例如htonl表示以32位的长整数为单位从主机字节序转换为网络字节序,例如将IP地址转换后准备发送。
②如果主机是小端字节序,这些函数将参数做相应的大小端转换然后返回;
③如果主机是大端字节序,这些函数不做转换,将参数原封不动地返回。

所以主机必须可具备大小端转换，并且保证发到网络中的数据是大端数据。

UDP套接字编程

接下来我们介绍套接字编程，首先介绍流程：
在这里插入图片描述
socket常见API

// 创建 socket 文件描述符 (TCP/UDP, 客户端 + 服务器)
int socket(int domain, int type, int protocol);
// 绑定端口号 (TCP/UDP, 服务器)
int bind(int socket, const struct sockaddr * address,socklen_t address_len);*
// 开始监听socket (TCP, 服务器)
int listen(int socket, int backlog);
// 接收请求 (TCP, 服务器)
int accept(int socket, struct sockaddr* address,socklen_t* address_len);
// 建立连接 (TCP, 客户端)
int connect(int sockfd, const struct sockaddr*addr,socklen_t addrlen);

socket的数据类型：sockaddr结构（套接字的地址结构类型定义）
在这里插入图片描述
前16位是标志，是数据结构的名字。通用数据类型sockaddr，sockaddr_in和sockaddr_un是sockaddr是他们的统一形式，为了方便传参。

struct sockaddr_ in——网络套接字，用于网络通信；
struct sockaddr_un——域间套接字，用于UNIX本地通信。

下面我们详细介绍struct sockaddr_in

struct sockaddr_in {  short            sin_family;   // 地址族，通常为 AF_INET  unsigned short   sin_port;     // 端口号，网络字节序  struct in_addr   sin_addr;     // IPv4 地址  char             sin_zero[8];  // 填充至 struct sockaddr 的大小，通常不用  
};

字符串风格的IP地址转为4字节地址 inet_addr
4字节转字符串 inet_ntoa

in_addr_t inet_addr(const char *cp);

网络服务 recvfrom 与 sendto

 ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

从特定套接字 sockfd中读取数据到缓冲区buf中，buf大小为len，flags设为0——阻塞式读取

src_addr：（输出型参数）当服务器读取客户端发送的消息时——哪个客户端给你发的消息，就把这个客户端套接字信息存入src_addr中。（src_addr的类型是套接字类型指针struct
sockaddr*，传入的网络套接字类型struct sockaddr_in需要强转成此类型指针 struct sockaddr。）

addrlen：（输入输出型参数）客户端这个缓冲区大小。（socklen_t就是unsigned int）

返回值：返回读到的字节数，错误就返回-1错误码被设置

该接口为阻塞方式接口。接收端收到消息后，就已经知道发送方的套接字，并不需要再次接收。

socket编程三部曲： 1创 2绑 3发

部分细节解释+代码（udp套接字）
易错：1. port_ 端口号是一个 2字节16位的整数，主机转网络要用htons，不能用htonl.16位是短整型
server.sin_port=htons(server_port);

htonl 是转换四字节的，如果你传入一个两字节的数据，它就会自动进行补位，补位前面部分都是零，那这时候经过htonl置换之后，前16位就变成零了，相当于你的程序跑去绑定零端口去了，就会绑定失败。

（1）INADDR_ANY

 #define INADDR_ANY    ((in_addr_t) 0x00000000)

local.sin_addr.s_addr = ip_.empty() ? htonl(INADDR_ANY) : inet_addr(ip_.c_str());

①INADDR_ANY (这个宏的值就是0): 程序员不关心会bind到哪一个ip，任意地址bind，强烈推荐的做法，所有服务器一般的做法（解释：一般服务器只有一个IP，会自动bind这个IP；如果服务器有多个IP，会自动bind这个服务器的所有的IP——因为如果有两个IP：IP1和IP2，只bind一个IP1，那么只有传给IP1的报文会交给程序，IP2就不会提交报文）

云服务器有一些特殊情况：禁止你bind云服务器上的任何确定IP，所以这里只能使用INADDR_ANY，如果你是虚拟机就可以bind自己虚拟机的IP，用ifconfig查看IP。

注意：这里inet_addr(ip_.c_str()) 当ip_是"0"时等价于INADDR_ANY，INADDR_ANY 这个宏的值就是0，0是字符串风格还是网络风格无所谓，并且inet_addr 还会自动给我们进行 h—>n 主机字节序转网络字节序，即 inet_addr(0)=inet_addr(INADDR_ANY)=htonl(INADDR_ANY) 作用是一样的
UDPsocke的创建
1.创创建UDPsocket文件描述符：

sockfd_=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if(sockfd_<0)
{log(Fatal,"socket creat error, sockfd : %d",sockfd_);exit(SOCKET_ERR);
}

在这里插入图片描述
2 绑绑定之前需要设定好需要被绑定的信息：

接下来我们详细介绍一下sockaddr_in结构体的内部：

服务端代码

这就是他的结构体类型，我开始依次绑定三个信息地址族，端口号，IPV4地址信息。

local.sin_family=AF_INET;//表示我使用IPV4协议族
local.sin_port=htons(port_);//字节序的转换，不管你是什么字节序，在发送时都必须转换为网络字节序
local.sin_addr.s_addr=inet_addr(ip_.c_str());
//字符串风格ip转转ip

inet_addr有两个功能一个是字符串转ip 。
一个是主机序转网络序。
3发发送消息，其实就是像文件中写入。

recvfrom

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

在这里插入图片描述

inet_ntoa(client.sin_addr)
32位IPV4转换为点分十进制IP
ntohs(client.sin_port)
网络序转

刚刚我们写完了服务器，现在我们来描述一下客服端。
客服端可以主动给服务器发消息，所以我们需要知道，客服端到底给谁发以及发什么。
所以我可以用我们之前学的命令行参数，直接给main函数传参。

int main(int argc, char *argv[])
{if (argc != 3){Usage(argv[0]);exit(0);}std::string serverip = argv[1];uint16_t serverport = std::stoi(argv[2]);

我们可以直接将通信的ip 以及端口号传进去。组成基本套接字。

客服端代码

客服端也是1创 2绑 3发
接下来我们继续创建客服端：

1 创创建端口

   int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if (sockfd < 0){cout << "socker error" << endl;return 1;}

2 绑绑定之前先写入IP信息

struct sockaddr_in client;client.sin_family=AF_INET; 
client.sin_port=htons(serverport);//端口号 转换 
client.sin_addr.s_addr=inet_addr(serverip.c_str()); // 字符串风格IP转网络字节序整数
socklen_t len =sizeof(client);// client 要bind吗？要！只不过不需要用户显示的bind！一般有OS自由随机选择！// 一个端口号只能被一个进程bind，对server是如此，对于client，也是如此！// 其实client的port是多少，其实不重要，只要能保证主机上的唯一性就可以！// 系统什么时候给我bind呢？首次发送数据的时候

注意：服务器需要固定的端口号和ip地址客服端不需要！旅客可以变，旅馆不能变。

小贴士：可以通过netstat -naup 查看端口号

2. 云服务禁止绑定公网IP！
3. 0-1023系统内定了，不能使用。都被固定应用层用了。

注意客服端的端口号并不需要固定，服务器的端口号是固定的，由你选择的协议而定

我们知道，服务器 IP和端口号固定。但是用户端 ip和端口都不需要固定。我们测试这个服务器的端口号。
在这里插入图片描述
我们通过测试发现，系统每次绑定的并不是同一个。
接下来我们附上udp代码：

#pragma once#include <iostream>
#include <string>
#include <strings.h>
#include <cstring>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <functional>
#include "Log.hpp"
using namespace std;
// using func_t = std::function<std::string(const std::string&)>;
typedef std::function<std::string(const std::string&)> func_t;extern Log lg;enum{SOCKET_ERR=1,BIND_ERR
};uint16_t defaultport = 8080;
std::string defaultip = "0.0.0.0";
const int size = 1024;class UdpServer{
public:UdpServer(const uint16_t &port = defaultport, const std::string &ip = defaultip):sockfd_(0), port_(port), ip_(ip),isrunning_(false){}void Init(){// 1. 创建udp socketsockfd_ = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); // PF_INETif(sockfd_ < 0){lg(Fatal, "socket create error, sockfd: %d", sockfd_);exit(SOCKET_ERR);}lg(Info, "socket create success, sockfd: %d", sockfd_);// 2. bind socketstruct sockaddr_in local;bzero(&local, sizeof(local));local.sin_family = AF_INET;local.sin_port = htons(port_); //需要保证我的端口号是网络字节序列，因为该端口号是要给对方发送的local.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip_.c_str()); //1. string -> uint32_t 2. uint32_t必须是网络序列的 // ??// local.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);if(bind(sockfd_, (const struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) < 0){lg(Fatal, "bind error, errno: %d, err string: %s", errno, strerror(errno));exit(BIND_ERR);}lg(Info, "bind success, errno: %d, err string: %s", errno, strerror(errno));}void Run() // 对代码进行分层{isrunning_ = true;char inbuffer[size];while(isrunning_){struct sockaddr_in client;socklen_t len = sizeof(client);ssize_t n = recvfrom(sockfd_, inbuffer, sizeof(inbuffer) - 1, 0,(struct sockaddr*)&client, &len);sockaddr_in clientTmp=(sockaddr_in)client;string IP(inet_ntoa(clientTmp.sin_addr));uint16_t p=ntohs(client.sin_port);if(n < 0){lg(Warning, "recvfrom error, errno: %d, err string: %s", errno, strerror(errno));continue;}inbuffer[n] = 0;string buffer=inbuffer;std::string info ;info="client@:"+buffer;cout<<"test:"<<p<<endl;cout<<"test:"<<info<<" client ip:"<<IP<<" client port:"<<(uint16_t)p<<endl;sendto(sockfd_, info .c_str(), info .size(), 0, (const sockaddr*)&client, len);}}~UdpServer(){if(sockfd_>0) close(sockfd_);}
private:int sockfd_;     // 网路文件描述符std::string ip_; // 任意地址bind 0uint16_t port_;  // 表明服务器进程的端口号bool isrunning_;
};

#pragma once
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <functional>
#include <vector>
#include <string>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <functional>
#include <time.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <mutex> 
#include<netinet/in.h>
#include<string.h>
#include"Log.hpp"
#include<semaphore.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
using namespace std;void Usage(std::string proc)
{std::cout << "\n\rUsage: " << proc << " serverip serverport\n"<< std::endl;
}int main(int argc, char *argv[])//启动客服端必须告知你要访问的ip 端口等信息
{if (argc != 3){Usage(argv[0]);exit(0);}std::string serverip = argv[1];uint16_t serverport = std::stoi(argv[2]); //端口号字符串int sockfd =socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(sockfd<0){cout<<"socker error"<<endl;return 1;}struct sockaddr_in client;client.sin_family=AF_INET; client.sin_port=htons(serverport);//端口号 转换 client.sin_addr.s_addr=inet_addr(serverip.c_str()); // 字符串风格IP转网络字节序整数socklen_t len =sizeof(client);// client 要bind吗？要！只不过不需要用户显示的bind！一般有OS自由随机选择！// 一个端口号只能被一个进程bind，对server是如此，对于client，也是如此！// 其实client的port是多少，其实不重要，只要能保证主机上的唯一性就可以！// 系统什么时候给我bind呢？首次发送数据的时候string message;char buffer[1024];while (true){cout << "Please Enter@ ";getline(cin, message);//std::cout << message << std::endl;// 1. 数据 2. 给谁发sendto(sockfd, message.c_str(), message.size(), 0, (struct sockaddr *)&client, len);struct sockaddr_in temp;socklen_t lent = sizeof(temp);ssize_t s = recvfrom(sockfd, buffer, 1023, 0, (struct sockaddr*)&temp, &lent);if(s > 0){buffer[s] = '\0';    cout << buffer << endl;}}close(sockfd);return 0;
}

TCP 套接字

再次介绍地址族和套接字族：
地址族（Address Family）

地址族是指网络中主机的地址类型。在网络编程中，地址族决定了套接字所使用的网络通信协议和地址格式。

AF_INET：这是一个常用的地址族，表示使用IPv4协议。IPv4是互联网上使用最广泛的协议之一，它使用32位的IP地址。当你创建一个使用IPv4地址的套接字时，你会使用AF_INET作为地址族参数。
AF_INET6：这个地址族用于IPv6协议。IPv6是IPv4的下一代协议，它使用128位的IP地址，提供了更多的地址空间和其他一些改进。

套接字类型（Socket Type）

套接字类型决定了套接字的工作方式和特性。不同的套接字类型适用于不同的应用场景。

SOCK_STREAM：这是一个面向连接的套接字类型，通常用于TCP协议。它提供了可靠、有序的、基于字节流的通信。

SOCK_DGRAM：这是一个无连接的套接字类型，通常用于UDP协议。它提供了不可靠的、基于数据报的通信。

介绍完之后，我们依然在初始化的时候对，TCP服务器开始三步走

//1 创
sockfd_=socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);if(sockfd_<0){
log(Fatal,"socket is worring");
exit(-1);}log(Info,"sockfd is %d",sockfd_);
//2 写struct sockaddr_in server;memset(&server,0,sizeof(server));server.sin_family=AF_INET;server.sin_port=htons(port_);server.sin_addr.s_addr=inet_addr(ip_.c_str());//3 绑
if(bind(sockfd_, (const struct sockaddr *)&server, sizeof(server))<0)
{log(Fatal,"bind errno");exit(-1);
}
if(listen(sockfd_,backlog)<0)
{log(Fatal,"listen errno");exit(-1);
}

TCP多了一步听。TCP是面向链接的，建立链接了才能发。

void Run()
{log(Info,"Tcp is running");
while(1)
{//创建新链接 sockfd
struct sockaddr_in client;
socklen_t len =sizeof(client);int sockfd=accept(sockfd_,(sockaddr*)&client,&len);
// 根据新链接通信if(sockfd<0)
{log(Warning,"accecpt is waitting");continue;
} 
char* ipstr=new char[32];uint16_t clientport =ntohs(client.sin_port);inet_ntop(AF_INET,&(client.sin_addr),ipstr,32);log(Info,"get a new link..., sockfd:%d, client ip: %s\n ",sockfd,ipstr);}
}

inet_ntop(AF_INET,&(client.sin_addr),ipstr,32);

在本接口中输入型参数。用来获取转换后的ip。该函数没有线程不安全的问题。

查看TCP网络服务器情况和端口使用情况 netstat -nltp
在这里插入图片描述
注意：TCP是流式套接字，我们用wirte写入，read读取。

TCP服务端的创建
1创 2写 3绑

class Tcpserver
{
public:
Tcpserver(const uint16_t port=DEAFLITPORT,const string ip="0.0.0.0")
:port_(port),sockfd_(0),ip_(ip)
{}void Init()//Tcp初始化
{
//1 创
sockfd_=socket(AF_INET, SOCK_STREAM,0);if(sockfd_<0){
log(Fatal,"socket is worring");
exit(-1);}log(Info,"sockfd is %d",sockfd_);
//2 写struct sockaddr_in server;memset(&server,0,sizeof(server));server.sin_family=AF_INET;server.sin_port=htons(port_);server.sin_addr.s_addr=inet_addr(ip_.c_str());//3 绑
if(bind(sockfd_, (const struct sockaddr *)&server, sizeof(server))<0)
{log(Fatal,"bind errno");exit(-1);
}
if(listen(sockfd_,backlog)<0)
{log(Fatal,"listen errno");exit(-1);
}}void Run()
{int sockfd;log(Info,"Tcp is running");
while(1)
{//创建新链接 sockfd
struct sockaddr_in client;
socklen_t len =sizeof(client);sockfd=accept(sockfd_,(sockaddr*)&client,&len);
// 根据新链接通信if(sockfd<0)
{log(Warning,"accecpt is waitting");continue;
} 
char* ipstr=new char[32];uint16_t clientport =ntohs(client.sin_port);inet_ntop(AF_INET,&(client.sin_addr),ipstr,32);log(Info,"get a new link..., sockfd:%d, client ip: %s\n ",sockfd,ipstr);
break;
}
string infomassage ;while(1)
{infomassage.clear();char *str=new char[1024];ssize_t s = read(sockfd, str, strlen(str));infomassage=str;if(s>0){string tmp("revice:");infomassage+=tmp;size_t num=write(sockfd,infomassage.c_str(),infomassage.size());std::cout << "Server Echo>>> " <<infomassage << std::endl;}else{break;}}}~Tcpserver()
{}
private:int sockfd_;     // 网路文件描述符std::string ip_; // 任意地址bind 0uint16_t port_;  // 表明服务器进程的端口号};

后面我们会用一个计算机串联一切知识点。

守护进程

有一种进程他会残留信息造成进程信息，称之为僵尸进程。有一种暖心的进程叫做守护进程。
这两种是同一种进程的不同翻译，是特殊的孤儿进程，不但运行在后台，最主要的是脱离了与终端和登录会话的所有联系，也就是默默的运行在后台不想受到任何影响，并且退出后不会成为僵尸进程。
进程关系图
在这里插入图片描述
前后台进程
用户登录时会建立一个会话，会话内部会构建一个前台进程组和 0个或者多个后台进程组，linux下客户端登录时会给我们加载bash，bash就是前台进程组。（windows下的注销就是新建立一个会话）前台进程组必须有一个，而且任何时刻只能有一个。
在这里插入图片描述
2. 守护进程的创建
守护进程的创建分两步：

fork创建子进程。
父进程退出，并且调用setsid()函数接口。

必做：fork+setsid()——让自己不成为进程组组长+设置自己是一个独立的会话
那我如何不成为组长以便调用setsid呢?——bash中新启动第一个进程一定成为组长，所以你可以成为进程组内的第二个进程。即：常规做法：fork()子进程，子进程就不再是组长进程了，它就可以成功调用setsid(); ————

if(fork() > 0) exit(0) ;
setsid() ;

改守护进程的工作目录，如何更改进程的工作目录?—chdir()

（3）一般守护进程都要做的（必做）：

（不常用做法一）因为守护进程与标准输入，标准输出，标准错误已经没关系了，所以close(0, 1,2) 守护进程获取输入或写入都是和网络有关，不会从键盘获取，不会往显示器输出。（很少有人这样做，因为兼容性不好，会导致代码中的打印代码报错）

守护进程作为后台进程，就不能把自己的输出排放到显示器上。所以，他应该把产生的一切信息写入垃圾箱。
类似于所有Linux下的一个”垃圾桶（文件黑洞）“，凡是从 /dev/null 里面读/写一概被丢弃

推荐做法：打开/dev/null, 并且对 0,1,2 进行重定向!

总结：1.忽略SIGPIPE
2.更改进程的工作目录
3.让自己不要成为进程组组长（必做）
4.设置自己是一个独立的会话（必做）
5.重定向0,1,2（必做）

计算器

该计算器具有

多线程（生成消费者模型） 2. 守护进程 3. 打印日志 4. 计算数据四个功能。并且该计算机的协议自己手动实现。使用TCP/IP协议。

模块1 日志头文件

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <stdarg.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream> // 如果您打算使用 C++ 的文件流  
#include <cstring> // 如果您使用 C 风格的字符串操作 
#include <errno.h>
#include <cerrno>
#define Info 0
#define Debug 1
#define Warning 2
#define Error 3
#define Fatal 4#define Screen 1
#define Onefile 2
#define Classfile 3
using namespace std;
#define FILENAME "log.txt"#define SIZE 1024
class Log
{
public:
Log(int printMethod=Screen,std::string path="./log/")//构造函数
:_path(path),_printMethod(printMethod)
{}
//错误等级 输入错误等级返回字符串
std::string LevelTostring(int level)
{
switch (level){case Info:return "Info";case Debug:return "Debug";case Warning:return "Warning";case Error:return "Error";case Fatal:return "Fatal";default:return "None";}
}
void printLog(int level, const std::string &logtxt)  
{  // 根据 printMethod 的值选择不同的日志输出方式  switch (_printMethod)  {  // 如果 printMethod 为 Screen，则将日志内容输出到屏幕  case Screen:  std::cout << logtxt << std::endl;  break;  // 如果 printMethod 为 Onefile，则将日志内容输出到指定的日志文件中  case Onefile:  printOneFile(FILENAME,logtxt);  break;  // 如果 printMethod 为 Classfile，则根据日志级别和日志内容输出到分类的日志文件中  case Classfile:  printClassFile(level, logtxt);  break;  // 如果 printMethod 的值不是上述任何一种，则不执行任何操作  default:  break;  }  
}void printOneFile(const std::string &Filepanth,const std::string &Filetxt ) {
//文件在系统中的路径std::string _Filepanth=_path+Filepanth;//可读可写方式创建log.txt
int fd = open(_Filepanth.c_str(), O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666); // "log.txt"
if(fd<0)
{return ;
}
write(fd,Filetxt.c_str(),Filetxt.size());}
void printClassFile(int level,const std::string Filetxt)
{std::string _Filepanth =_path+ LevelTostring(level)+"/"+FILENAME;// cout<<_Filepanth<<endl;int fd = open(_Filepanth.c_str(), O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND, 0666); // "log.txt"
//cout<<fd<<endl;
if(fd<0)
{perror("Error opening file"); // 这将打印一个描述错误的消息 return ;
}
std:: string tmp("\n");
std::string Filetxttmp=Filetxt+tmp;
write(fd,Filetxttmp.c_str(),Filetxttmp.size());
} void operator()(int level, const char *format, ...){time_t t = time(nullptr);struct tm *ctime = localtime(&t);char leftbuffer[SIZE];snprintf(leftbuffer, sizeof(leftbuffer), "[%s][%d-%d-%d %d:%d:%d]", LevelTostring(level).c_str(),ctime->tm_year + 1900, ctime->tm_mon + 1, ctime->tm_mday,ctime->tm_hour, ctime->tm_min, ctime->tm_sec);va_list s;va_start(s, format);char rightbuffer[SIZE];vsnprintf(rightbuffer, sizeof(rightbuffer), format, s);int len=strlen(rightbuffer);rightbuffer[len]='\n';va_end(s);// 格式：默认部分+自定义部分char logtxt[SIZE * 2];snprintf(logtxt, sizeof(logtxt), "%s %s", leftbuffer, rightbuffer);// printf("%s", logtxt); // 暂时打印printLog(level, logtxt);}
~Log()
{}private:std::string _path;//文件所在路径
int _printMethod;//打印方法
};

序列化和反序列化

序列化和反序列化序列化和反序列化是保证数据的完整性的工作。
直接发送同样的结构体对象，是不可取的，虽然在某些情况下，它确实行，但是我们需要进行序列化和反序列化

定义：定义结构体来表示我们需要交互的信息 ; 发送数据时将这个结构体按照一个规则转换成字符串, 接收到数据的时候再按照相同的规则把字符串转化回结构体; 这个过程叫做 " 序列化 " 和 " 反序列化 "
序列化，反序列化的操作是在用户发送和网络发送中间加了一层软件层，
———————————————————————
序列化和反序列化的示意图：
在这里插入图片描述