20165310 实验三-并发程序

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20165310 实验三-并发程序

任务一：学习使用Linux命令wc(1)

  • wc(1)

    • 命令的作用：统计指定文件中的字节数、字数、行数，并将统计结果显示输出。该命令统计指定文件中的字节数、字数、行数。如果没有给出文件名，则从标准输入读取。wc同时也给出所指定文件的总统计数。
    • man方法查询结果：

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    • 利用wc命令统计文档text1.txt和text2.txt的字数，并且作为接下来实验正确性的判断标准

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任务二：基于Linux Socket程序设计实现wc（1）服务器和客户端

  • 实验要求

    • 客户端传一个文本文件给服务器
    • 服务器返加文本文件中的单词数

  • 实验程序

    • 客户端：

      #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>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

#define MY_PORT 165310
#define DEST_IP "172.20.10.4"
int main()
{
    SOCKET con_socket;
    struct sockaddr_in remote_addr;
    char buffer[1024];
    char file_name[100];
    char readch;
    int i;

    WSADATA wsaDate;

    WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaDate);

    memset(file_name,0,sizeof(file_name));
    memset(buffer,0,sizeof(buffer));

    remote_addr.sin_family=AF_INET;
    remote_addr.sin_port=htons(MY_PORT);
    remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DEST_IP);

    con_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(con_socket==-1)
    {
        printf("Client socket failed!");
        exit(0);
    }

    printf("Please Input File Name:
");
    scanf("%s", file_name);

    if(connect(con_socket,(struct sockaddr*)&remote_addr,sizeof(struct sockaddr))==-1)
    {
        printf("Client connet failed!");
    }
    else
    {
        FILE *fp=fopen(file_name,"r");
        if(fp==NULL)
        {
            printf("%s File not Found!
",file_name);
        }
        else
        {
            while((readch=fgetc(fp))!=EOF)
            {
                if(i<1024)
                {
                    buffer[i]=readch;
                    i++;
                }
                else
                {
                    i=0;
                    int n=send(con_socket, buffer, 1024, 0);
                    if(n==-1)
                    {
                        printf("Send File Error!
");
                    }
                }
            }
            fclose(fp);
            printf("File:%s Transfer Finished!
", file_name);
        }
        fclose(fp);
        long wordscount;
        recv(con_socket, &wordscount, sizeof(long), 0);
        printf("%ld
", wordscount);
    }
    closesocket(con_socket);

    WSACleanup();
    return 0;
}

      ?

    • 服务器：

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

#define MYPORT 165310

void main()
{
    int server_socket, client_socket;
    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((server_socket=socket(PF_INET, SOCK_STREAM,      0))==-1)      
    {
        perror("socket");
    }

    if(bind(server_socket, (struct sockaddr             *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr))<0)
    {
        perror("bind");
    }
    listen(server_socket, 5);
    int addrlen=sizeof(struct sockaddr_in); 
    while(1)
    {
        if((client_socket
            =accept(server_socket, (struct sockaddr *)&remote_addr, &addrlen))<0)
        {
            perror("accept");
        }
        printf("accept client %s
", inet_ntoa(remote_addr.sin_addr));
        int len, i;
        long wordscount=0;
        int flag=1;
        while(1)
        {
            if((len=recv(client_socket, buffer, 1024,               0))>0)
            {
                for(i=0; i<len; i++)
                {
                    if(flag==0)
                    {
                        switch(buffer[i])
                        {
                            case ‘ ‘:
                                wordscount++;
                                break;
                            case ‘
‘:
                                wordscount++;
                                break;
                            case ‘
‘:
                                wordscount++;
                                break;
                            default:
                                break;
                        }
                    }
            if(buffer[i]== ‘ ‘ || buffer[i]==‘
‘ ||                buffer[i]==‘
‘) flag=1;
            else flag=0;
                }
            }
            if(len<1024) break;
        }
        send(client_socket, &wordscount, sizeof(long),          0);
        close(client_socket);
    }
    close(server_socket);
}

      ?

  • 实验结果截图

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任务三：多线程实现wc

  • 实验要求

    使用多线程实现wc服务器并使用同步互斥机制保证计数正确

  • 实验程序

    • 客户端：

      #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>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")

#define MY_PORT 165310
#define DEST_IP "172.20.10.4"
int main()
{
    SOCKET con_socket;
    struct sockaddr_in remote_addr;
    char buffer[1024];
    char file_name[100];
    char readch;
    int i;

    WSADATA wsaDate;

    WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaDate);

    memset(file_name,0,sizeof(file_name));
    memset(buffer,0,sizeof(buffer));

    remote_addr.sin_family=AF_INET;
    remote_addr.sin_port=htons(MY_PORT);
    remote_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr(DEST_IP);

    con_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if(con_socket==-1)
    {
        printf("Client socket failed!");
        exit(0);
    }

    printf("Please Input File Name:
");
    scanf("%s", file_name);

    if(connect(con_socket,(struct sockaddr*)&remote_addr,sizeof(struct sockaddr))==-1)
    {
        printf("Client connet failed!");
    }
    else
    {
        FILE *fp=fopen(file_name,"r");
        if(fp==NULL)
        {
            printf("%s File not Found!
",file_name);
        }
        else
        {
            while((readch=fgetc(fp))!=EOF)
            {
                if(i<1024)
                {
                    buffer[i]=readch;
                    i++;
                }
                else
                {
                    i=0;
                    int n=send(con_socket, buffer, 1024, 0);
                    if(n==-1)
                    {
                        printf("Send File Error!
");
                    }
                }
            }
            fclose(fp);
            printf("File:%s Transfer Finished!
", file_name);
        }
        fclose(fp);
        long wordscount;
        recv(con_socket, &wordscount, sizeof(long), 0);
        printf("%ld
", wordscount);
    }
    closesocket(con_socket);

    WSACleanup();
    return 0;
}

      ?

    • 服务器：

      #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>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
pthread_mutex_t counter_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

#define MY_PORT 165310

typedef struct socket_counter
{
    SOCKET send_socket;
    char buffer[1024];
}socket_counter;

void my_wc(socket_counter *my_counter);
int main()
{
    SOCKET listen_socket;//声明Socket接口变量
    struct sockaddr_in my_addr;//声明Socket地址变量
    int dummy,rev_length;
    //char buffer[1024];
    char file_name[100];
    pthread_t t;
    socket_counter *my_counter;

    WSADATA wsaDate;

    WSAStartup(MAKEWORD(1,1),&wsaDate);//启动版本

    listen_socket=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//声明为IPV4的TCP

    my_addr.sin_family=AF_INET;//IPV4
    my_addr.sin_port=htons(MY_PORT);//端口
    my_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);//可以连接任一电脑

    dummy = sizeof(SOCKADDR);
    memset(file_name,0,sizeof(file_name));

    if( bind(listen_socket,(struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))<0)//绑定本地IP与Socket
    {
       printf("Server Bind error!
");
    }

    if(listen(listen_socket,5)<0)//等待序列，默认队列最多为5个请求
    {
        printf("Server Listen error!
");
    }

    while(1)
    {
        my_counter->send_socket=accept(listen_socket,NULL,&dummy);//listen函数创建等待队列后，accept函数处理客户端发来的连接请求
        if(my_counter->send_socket==-1)
        {
            printf("Server Accept failed!
");
            break;
        }
        printf("Accept success!
");
        pthread_create(&t, NULL, &my_wc,my_counter);
        pthread_join(&t, NULL);
    }
    closesocket(listen_socket);//依次关闭连接
    WSACleanup();//清除
    return 0;
}
void my_wc(socket_counter *my_counter){
    pthread_mutex_lock( &counter_mutex );
    int len, i;
    long wordscount=0;
    int flag=1;
    while(1)
    {
        if((len=recv(my_counter->send_socket, my_counter->buffer, 1024, 0))>0)
        {
            for(i=0; i<len; i++)
            {
                if(flag==0)
                {
                    switch(my_counter->buffer[i])
                    {
                        case ‘ ‘:
                            wordscount++;
                            break;
                        case ‘
‘:
                            wordscount++;
                            break;
                        case ‘
‘:
                            wordscount++;
                            break;
                        default:
                            break;
                    }
                }
                if(my_counter->buffer[i]== ‘ ‘ || my_counter->buffer[i]==‘
‘ || my_counter->buffer[i]==‘
‘)
                    flag=1;
                else
                    flag=0;
            }
        }
        if(len<1024) break;
    }
    send(my_counter->send_socket, &wordscount, sizeof(long), 0);
    close(my_counter->send_socket);
    pthread_mutex_unlock( &counter_mutex );
}

      ?

  • 运行结果截图

    技术分享图片

  • C语言多线程函数

    • 多线程变量声明：pthread_t <变量名>

    • 创建线程的函数pthread_create：

      ? 函数声明：int pthread_create(pthread_t *tidp,const pthread_attr_t *attr,(void*)(*start_rtn)(void*),void *arg);

      ? 函数说明：类Unix操作系统（Unix、Linux、Mac OS X等）的创建线程的函数。它的功能是创建线程（实际上就是确定调用该线程函数的入口点），在线程创建以后，就开始运行相关的线程函数。表示成功，返回0；表示出错，返回表示-1。

      ? 参数说明：第一个参数为指向线程标识符的指针。第二个参数用来设置线程属性。第三个参数是线程运行函数的起始地址。最后一个参数是运行函数的参数。

    • 线程回收函数pthread_join:

      ? 函数声明：int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

      ? 函数说明：以阻塞的方式等待thread指定的线程结束。当函数返回时，被等待线程的资源被收回。如果线程已经结束，那么该函数会立即返回。 0代表成功。 失败，返回的则是错误号。

      ? 参数说明：第一个参数为线程标识符，即线程ID，标识唯一线程。第二个参数为 用户定义的指针，用来存储被等待线程的返回值。

    • 互斥锁函数pthread_mutex_lock：

      ? 函数声明：int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);

      ? 函数说明：线程调用该函数让互斥锁上锁，如果该互斥锁已被另一个线程锁定和拥有，则调用该线程将阻塞，直到该互斥锁变为可用为止。 成功完成之后会返回零。其他任何返回值都表示出现了错误。

遇到问题与解决方法

  • pthread_create函数传参只能传一个值，然而程序中需要传入两个值

    解决方法：利用C语言结构体，传入结构体作为唯一参数

  • 计算出单词个数不正确，少于正确值

    解决方法：只计算了空格，没有计算‘ ‘、‘ ‘等特殊字符

以上是关于20165310 实验三-并发程序的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

2018-2019-120165226_20165310_20165315 实验四 外设驱动程序设计

20165310 Java实验四 《Android程序设计》

2018-2019-1 20165226_20165310_20165318 实验四 外设驱动程序设计

2018-2019-1 20165201 实验三 并发程序

2019-2020-1 20175304 20175303 20175327 20175335 实验三-并发程序

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