面试专用贴

网络编程TCPdemo

tcpgetfiles tcppullfiles分别为上传和下载模块

demo中使用的框架类函数定义和实现，在EL文件夹中

socket通讯类定义

// socket通讯的客户端类
class ctcpclient
{
private:
    int  m_connfd;    // 客户端的socket.
    string m_ip;        // 服务端的ip地址。
    int  m_port;        // 服务端通讯的端口。
public:
    ctcpclient(): m_connfd(-1),m_port(0) { }  // 构造函数。

    // 向服务端发起连接请求。
    // ip：服务端的ip地址。
    // port：服务端通讯的端口。
    // 返回值：true-成功；false-失败。
    bool connect(const string &ip,const int port);

    // 接收对端发送过来的数据。
    // buffer：存放接收数据缓冲区。
    // ibuflen: 打算接收数据的大小。
    // itimeout：等待数据的超时时间（秒）：-1-不等待；0-无限等待；>0-等待的秒数。
    // 返回值：true-成功；false-失败，失败有两种情况：1）等待超时；2）socket连接已不可用。
    bool read(string &buffer,const int itimeout=0);                           // 接收文本数据。
    bool read(void *buffer,const int ibuflen,const int itimeout=0);   // 接收二进制数据。

    // 向对端发送数据。
    // buffer：待发送数据缓冲区。
    // ibuflen：待发送数据的大小。
    // 返回值：true-成功；false-失败，如果失败，表示socket连接已不可用。
    bool write(const string &buffer);                          // 发送文本数据。
    bool write(const void *buffer,const int ibuflen);   // 发送二进制数据。

    // 断开与服务端的连接
    void close();

    ~ctcpclient();  // 析构函数自动关闭socket，释放资源。
};

// socket通讯的服务端类
class ctcpserver
{
private:
    int m_socklen;                                // 结构体struct sockaddr_in的大小。
    struct sockaddr_in m_clientaddr;   // 客户端的地址信息。
    struct sockaddr_in m_servaddr;     // 服务端的地址信息。
    int  m_listenfd;                               // 服务端用于监听的socket。
    int  m_connfd;                                // 客户端连接上来的socket。
public:
    ctcpserver():m_listenfd(-1),m_connfd(-1) {}  // 构造函数。

    // 服务端初始化。
    // port：指定服务端用于监听的端口。
    // 返回值：true-成功；false-失败，一般情况下，只要port设置正确，没有被占用，初始化都会成功。
    bool initserver(const unsigned int port,const int backlog=5); 

    // 从已连接队列中获取一个客户端连接，如果已连接队列为空，将阻塞等待。
    // 返回值：true-成功的获取了一个客户端连接，false-失败，如果accept失败，可以重新accept。
    bool accept();

    // 获取客户端的ip地址。
    // 返回值：客户端的ip地址，如"192.168.1.100"。
    char *getip();

    // 接收对端发送过来的数据。
    // buffer：存放接收数据的缓冲区。
    // ibuflen: 打算接收数据的大小。
    // itimeout：等待数据的超时时间（秒）：-1-不等待；0-无限等待；>0-等待的秒数。
    // 返回值：true-成功；false-失败，失败有两种情况：1）等待超时；2）socket连接已不可用。
    bool read(string &buffer,const int itimeout=0);                           // 接收文本数据。
    bool read(void *buffer,const int ibuflen,const int itimeout=0);   // 接收二进制数据。

    // 向对端发送数据。
    // buffer：待发送数据缓冲区。
    // ibuflen：待发送数据的大小。
    // 返回值：true-成功；false-失败，如果失败，表示socket连接已不可用。
    bool write(const string &buffer);                          // 发送文本数据。
    bool write(const void *buffer,const int ibuflen);   // 发送二进制数据。

    // 关闭监听的socket，即m_listenfd，常用于多进程服务程序的子进程代码中。
    void closelisten();

    // 关闭客户端的socket，即m_connfd，常用于多进程服务程序的父进程代码中。
    void closeclient();

    ~ctcpserver();  // 析构函数自动关闭socket，释放资源。
};

socket通讯类实现

bool ctcpclient::connect(const string &ip,const int port)
{
    // 如果已连接到服务端，则断开，这种处理方法没有特别的原因，不要纠结。
    if (m_connfd!=-1) { ::close(m_connfd); m_connfd=-1; }
 
    // 忽略SIGPIPE信号，防止程序异常退出。
    // 如果send到一个disconnected socket上，内核就会发出SIGPIPE信号。这个信号
    // 的缺省处理方法是终止进程，大多数时候这都不是我们期望的。我们重新定义这
    // 个信号的处理方法，大多数情况是直接屏蔽它。
    signal(SIGPIPE,SIG_IGN);   

    m_ip=ip;
    m_port=port;

    struct hostent* h;
    struct sockaddr_in servaddr;

    if ( (m_connfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0) ) < 0) return false;

    if ( !(h = gethostbyname(m_ip.c_str())) )
    {
        ::close(m_connfd);  m_connfd=-1; return false;
    }

    memset(&servaddr,0,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(m_port);  // 指定服务端的通讯端口
    memcpy(&servaddr.sin_addr,h->h_addr,h->h_length);

    if (::connect(m_connfd, (struct sockaddr *)&servaddr,sizeof(servaddr)) != 0)
    {
        ::close(m_connfd);  m_connfd=-1; return false;
    }

    return true;
}

void ctcpclient::close()
{
    if (m_connfd >= 0) ::close(m_connfd); 

    m_connfd=-1;
    m_port=0;
}

ctcpclient::~ctcpclient()
{
    close();
}

bool ctcpserver::initserver(const unsigned int port,const int backlog)
{
    // 如果服务端的socket>0，关掉它，这种处理方法没有特别的原因，不要纠结。
    if (m_listenfd > 0) { ::close(m_listenfd); m_listenfd=-1; }

    if ( (m_listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<=0) return false;

    // 忽略SIGPIPE信号，防止程序异常退出。
    // 如果往已关闭的socket继续写数据，会产生SIGPIPE信号，它的缺省行为是终止程序，所以要忽略它。
    signal(SIGPIPE,SIG_IGN);   

    // 打开SO_REUSEADDR选项，当服务端连接处于TIME_WAIT状态时可以再次启动服务器，
    // 否则bind()可能会不成功，报：Address already in use。
    int opt = 1; 
    setsockopt(m_listenfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt));    

    memset(&m_servaddr,0,sizeof(m_servaddr));
    m_servaddr.sin_family = AF_INET;
    m_servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);   // 任意ip地址。
    m_servaddr.sin_port = htons(port);
    if (bind(m_listenfd,(struct sockaddr *)&m_servaddr,sizeof(m_servaddr)) != 0 )
    {
        closelisten(); return false;
    }

    if (listen(m_listenfd,backlog) != 0 )
    {
        closelisten(); return false;
    }

    return true;
}

bool ctcpserver::accept()
{
    if (m_listenfd==-1) return false;

    int m_socklen = sizeof(struct sockaddr_in);
    if ((m_connfd=::accept(m_listenfd,(struct sockaddr *)&m_clientaddr,(socklen_t*)&m_socklen)) < 0)
        return false;

    return true;
}

char *ctcpserver::getip()
{
    return(inet_ntoa(m_clientaddr.sin_addr));
}

bool ctcpserver::read(void *buffer,const int ibuflen,const int itimeout)   // 接收二进制数据。
{
    if (m_connfd==-1) return false;

    return(tcpread(m_connfd,buffer,ibuflen,itimeout));
}

bool ctcpserver::read(string &buffer,const int itimeout)  // 接收文本数据。
{
    if (m_connfd==-1) return false;

    return(tcpread(m_connfd,buffer,itimeout));
}

bool ctcpclient::read(void *buffer,const int ibuflen,const int itimeout)   // 接收二进制数据。
{
    if (m_connfd==-1) return false;

    return(tcpread(m_connfd,buffer,ibuflen,itimeout));
}

bool ctcpclient::read(string &buffer,const int itimeout)  // 接收文本数据。
{
    if (m_connfd==-1) return false;

    return(tcpread(m_connfd,buffer,itimeout));
}

bool ctcpserver::write(const void *buffer,const int ibuflen)  // 发送二进制数据。
{
    if (m_connfd==-1) return false;

    return(tcpwrite(m_connfd,(char*)buffer,ibuflen));
}

bool ctcpserver::write(const string &buffer)
{
    if (m_connfd==-1) return false;

    return(tcpwrite(m_connfd,buffer));
}

bool ctcpclient::write(const void *buffer,const int ibuflen)
{
    if (m_connfd==-1) return false;

    return(tcpwrite(m_connfd,(char*)buffer,ibuflen));
}

bool ctcpclient::write(const string &buffer)
{
    if (m_connfd==-1) return false;

    return(tcpwrite(m_connfd,buffer));
}

void ctcpserver::closelisten()
{
    if (m_listenfd >= 0)
    {
        ::close(m_listenfd); m_listenfd=-1;
    }
}

void ctcpserver::closeclient()
{
    if (m_connfd >= 0)
    {
        ::close(m_connfd); m_connfd=-1; 
    }
}

ctcpserver::~ctcpserver()
{
    closelisten(); closeclient();
}

bool tcpread(const int sockfd,void *buffer,const int ibuflen,const int itimeout)    // 接收二进制数据。
{
    if (sockfd==-1) return false;

    // 如果itimeout>0，表示需要等待itimeout秒，如果itimeout秒后还没有数据到达，返回false。
    if (itimeout>0)
    {
        struct pollfd fds;
        fds.fd=sockfd;
        fds.events=POLLIN;
        if ( poll(&fds,1,itimeout*1000) <= 0 ) return false;
    }

    // 如果itimeout==-1，表示不等待，立即判断socket的缓冲区中是否有数据，如果没有，返回false。
    if (itimeout==-1)
    {
        struct pollfd fds;
        fds.fd=sockfd;
        fds.events=POLLIN;
        if ( poll(&fds,1,0) <= 0 ) return false;
    }

    // 读取报文内容。
    if (readn(sockfd,(char*)buffer,ibuflen) == false) return false;

    return true;
}

日志类定义

// 日志文件
class clogfile
{
    ofstream fout;                       // 日志文件对象。
    string   m_filename;              // 日志文件名，建议采用绝对路径。
    ios::openmode m_mode;      // 日志文件的打开模式。
    bool     m_backup;                // 是否自动切换日志。
    int        m_maxsize;               // 当日志文件的大小超过本参数时，自动切换日志。
    bool     m_enbuffer;              // 是否启用文件缓冲区。
    spinlock_mutex m_splock;    // 自旋锁，用于多线程程序中给写日志的操作加锁。

public:
    // 构造函数，日志文件的大小缺省100M。
    clogfile(int maxsize=100):m_maxsize(maxsize){}

    // 打开日志文件。
    // filename：日志文件名，建议采用绝对路径，如果文件名中的目录不存在，就先创建目录。
    // openmode：日志文件的打开模式，缺省值是ios::app。
    // bbackup：是否自动切换（备份），true-切换，false-不切换，在多进程的服务程序中，如果多个进程共用一个日志文件，bbackup必须为false。
    // benbuffer：是否启用文件缓冲机制，true-启用，false-不启用，如果启用缓冲区，那么写进日志文件中的内容不会立即写入文件，缺省是不启用。
    // 注意，在多进程的程序中，多个进程往同一日志文件写入大量的日志时，可能会出现小混乱，但是，多线程不会。
    // 1）多个进程往同一日志文件写入大量的日志时，可能会出现小混乱，这个问题并不严重，可以容忍；
    // 2）只有同时写大量日志时才会出现混乱，在实际开发中，这种情况不多见。
    // 3）如果业务无法容忍，可以用信号量加锁。
    bool open(const string &filename,const ios::openmode mode=ios::app,const bool bbackup=true,const bool benbuffer=false);

    // 把日志内容以文本的方式格式化输出到日志文件，并且，在日志内容前面写入时间。
    template< typename... Args >
    bool write(const char* fmt, Args... args) 
    {
        if (fout.is_open()==false) return false;

        backup();                   // 判断是否需要切换日志文件。

        m_splock.lock();        // 加锁。
        fout << ltime1() << " " << sformat(fmt,args...);      // 把当前时间和日志内容写入日志文件。
        m_splock.unlock();    // 解锁。

        return fout.good();
    }

    // 重载<<运算符，把日志内容以文本的方式输出到日志文件，不会在日志内容前面写时间。
    // 注意：内容换行用\n，不能用endl。
    template<typename T>
    clogfile& operator<<(const T &value)
    {
        m_splock.lock();
        fout << value; 
        m_splock.unlock();

        return *this;
    }
  
private:
    // 如果日志文件的大小超过m_maxsize的值，就把当前的日志文件名改为历史日志文件名，再创建新的当前日志文件。
    // 备份后的文件会在日志文件名后加上日期时间，如/tmp/log/filetodb.log.20200101123025。
    // 注意，在多进程的程序中，日志文件不可切换，多线的程序中，日志文件可以切换。
    bool backup();
public:
    void close() { fout.close(); }

    ~clogfile() { close(); };
};

日志类实现

bool clogfile::open(const string &filename,const ios::openmode mode,const bool bbackup,const bool benbuffer)
{
    // 如果日志文件是打开的状态，先关闭它。
    if (fout.is_open()) fout.close();

    m_filename=filename;        // 日志文件名。
    m_mode=mode;                 // 打开模式。
    m_backup=bbackup;          // 是否自动备份。
    m_enbuffer=benbuffer;      // 是否启用文件缓冲区。

    newdir(m_filename,true);                              // 如果日志文件的目录不存在，创建它。

    fout.open(m_filename,m_mode);                  // 打开日志文件。

    if (m_enbuffer==false) fout << unitbuf;       // 是否启用文件缓冲区。

    return fout.is_open();
}

bool clogfile::backup()
{
    // 不备份
    if (m_backup == false) return true;

    if (fout.is_open() == false) return false;

    // 如果当前日志文件的大小超过m_maxsize，备份日志。
    if (fout.tellp() > m_maxsize*1024*1024)
    {
        m_splock.lock();       // 加锁。

        fout.close();              // 关闭当前日志文件。

        // 拼接备份日志文件名。
        string bak_filename=m_filename+"."+ltime1("yyyymmddhh24miss");

        rename(m_filename.c_str(),bak_filename.c_str());   // 把当前日志文件改名为备份日志文件。

        fout.open(m_filename,m_mode);              // 重新打开当前日志文件。

        if (m_enbuffer==false) fout << unitbuf;   // 判断是否启动文件缓冲区。

        m_splock.unlock();   // 解锁。

        return fout.is_open();
    }

    return true;
}

bool cifile::open(const string &filename,const ios::openmode mode)
{
    // 如果文件是打开的状态，先关闭它。
    if (fin.is_open()) fin.close();

    m_filename=filename;

    fin.open(m_filename,mode);

    return fin.is_open();
}

xml函数族定义

// 解析xml格式字符串的函数族。
// xml格式的字符串的内容如下：
// <filename>/tmp/_public.h</filename><mtime>2020-01-01 12:20:35</mtime><size>18348</size>
// <filename>/tmp/_public.cpp</filename><mtime>2020-01-01 10:10:15</mtime><size>50945</size>
// xmlbuffer：待解析的xml格式字符串。
// fieldname：字段的标签名。
// value：传入变量的地址，用于存放字段内容，支持bool、int、insigned int、long、unsigned long、double和char[]。
// 注意：当value参数的数据类型为char []时，必须保证value数组的内存足够，否则可能发生内存溢出的问题，也可以用ilen参数限定获取字段内容的长度，ilen的缺省值为0，表示不限长度。
// 返回值：true-成功；如果fieldname参数指定的标签名不存在，返回失败。
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,string &value,const int ilen=0);    
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,char *value,const int ilen=0);
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,bool &value);
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,int  &value);
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,unsigned int &value);
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,long &value);
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,unsigned long &value);
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,double &value);
bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,float &value);

xml函数族实现

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,string  &value,const int ilen)
{
    string start="<"+fieldname+">";            // 数据项开始的标签。
    string end="</"+fieldname+">";            // 数据项结束的标签。

    int startp=xmlbuffer.find(start);               // 在xml中查找数据项开始的标签的位置。
    if (startp==string::npos) return false;

    int endp=xmlbuffer.find(end);                 // 在xml中查找数据项结束的标签的位置。
    if (endp==string::npos) return false;

    // 从xml中截取数据项的内容。
    int itmplen=endp-startp-start.length();
    if ( (ilen>0) && (ilen<itmplen) ) itmplen=ilen;
    value=xmlbuffer.substr(startp+start.length(),itmplen);

    return true;
}

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,char *value,const int len)
{
    if (value==nullptr) return false;

    if (len>0) memset(value,0,len+1);   // 调用者必须保证value的空间足够，否则这里会内存溢出。

    string str;
    getxmlbuffer(xmlbuffer,fieldname,str);

    if ( (str.length()<=(unsigned int)len) || (len==0) )
    {
        str.copy(value,str.length());
        value[str.length()]=0;    // string的copy函数不会给C风格字符串的结尾加0。
    }
    else
    {
        str.copy(value,len);
        value[len]=0;
    }

    return true;
}

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,bool &value)
{
    string str;
    if (getxmlbuffer(xmlbuffer,fieldname,str)==false) return false;

    toupper(str);    // 转换为大写来判断（也可以转换为小写，效果相同）。

    if (str=="TRUE") value=true; 
    else value=false;

    return true;
}

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,int &value)
{
    string str;

    if (getxmlbuffer(xmlbuffer,fieldname,str)==false) return false;

    try
    {
       value = stoi(picknumber(str,true));  // stoi有异常，需要处理异常。
    }
    catch(const std::exception& e)
    {
        return false;
    }

    return true;
}

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,unsigned int &value)
{
    string str;

    if (getxmlbuffer(xmlbuffer,fieldname,str)==false) return false;

    try
    {
       value = stoi(picknumber(str));  // stoi有异常，需要处理异常。不提取符号 + -
    }
    catch(const std::exception& e)
    {
        return false;
    }

    return true;
}

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,long &value)
{
    string str;

    if (getxmlbuffer(xmlbuffer,fieldname,str)==false) return false;

    try
    {
        value = stol(picknumber(str,true));  // stol有异常，需要处理异常。
    }
    catch(const std::exception& e)
    {
        return false;
    }

    return true;
}

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,unsigned long &value)
{
    string str;

    if (getxmlbuffer(xmlbuffer,fieldname,str)==false) return false;

    try
    {
        value = stoul(picknumber(str));  // stoul有异常，需要处理异常。不提取符号 + -
    }
    catch(const std::exception& e)
    {
        return false;
    }

    return true;
}

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,double &value)
{
    string str;

    if (getxmlbuffer(xmlbuffer,fieldname,str)==false) return false;

    try
    {
        value = stod(picknumber(str,true,true));  // stod有异常，需要处理异常。提取符号和小数点。
    }
    catch(const std::exception& e)
    {
        return false;
    }

    return true;
}

bool getxmlbuffer(const string &xmlbuffer,const string &fieldname,float &value)
{
    string str;

    if (getxmlbuffer(xmlbuffer,fieldname,str)==false) return false;

    try
    {
        value = stof(picknumber(str,true,true));  // stof有异常，需要处理异常。提取符号和小数点。
    }
    catch(const std::exception& e)
    {
        return false;
    }

    return true;
}