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C++?Thread實現簡單的socket多線程通信_C 語言

作者：合工大機器人實驗室 ? 更新時間： 2022-08-27 編程語言

起因

為什么要用C++的Thread，很簡單，因為我菜

一打五用pthread實現了socket多線程通信，我之前學并發的時候沒看pthread，因此代碼只能看個大概，后面還是要系統學一下pthread的

服務端

多線程功能放在騰訊云服務器上，代碼如下：

#include "tcpserver.h"
#include <thread>
#include <mutex>

TcpServer server;
mutex tcp_mutex;

void tcpFunc(int clientfd);

int main(int argc, char *argv[])
{

? ? if (server.initServer(6666) == false)
? ? {
? ? ? ? cout << "服務端初始化失敗！！!" << endl;
? ? ? ? return -1;
? ? }

? ? vector<thread> tcp_vec;
? ? while (true)
? ? {
? ? ? ? if (!server.tcpAccept())
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? continue;
? ? ? ? }
? ? ? ? tcp_vec.emplace_back(tcpFunc, server.m_connectfd);
? ? ? ? // thread tcpThread(tcpFunc, server.m_connectfd);
? ? ? ? // if (tcpThread.joinable())
? ? ? ? if(tcp_vec.back().joinable())
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? // cout << "Tcp thread " << tcpThread.get_id() << "is joinable!" << endl;
? ? ? ? ? ? cout << "Tcp thread " << tcp_vec.back().get_id() << " is joinable!" << endl;
? ? ? ? ? ? tcp_vec.back().detach();
? ? ? ? }
? ? }

? ? return 0;
}

void tcpFunc(int clientfd)
{
? ? int buf_len = 0;
? ? char buffer[1024];
? ? while (true)
? ? {
? ? ? ? unique_lock<mutex> tcplck(tcp_mutex);
? ? ? ? memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
? ? ? ? if (!server.tcpRecv(clientfd, buffer, &buf_len, 5))
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? cout << "接收客戶端數據失敗！" << endl;
? ? ? ? ? ? tcplck.unlock();
? ? ? ? ? ? break;
? ? ? ? }
? ? ? ? cout << "服務端接收數據:" << buffer << endl;

? ? ? ? strcpy(buffer, "I am your father!");
? ? ? ? if (!server.tcpSend(clientfd, buffer, sizeof(buffer)))
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? cout << "向客戶端發送數據失敗！" << endl;
? ? ? ? ? ? tcplck.unlock();
? ? ? ? ? ? break;
? ? ? ? }
? ? ? ? tcplck.unlock();
?? ??? ??? ??? ?usleep(100);
? ? }
? ? cout << "通信異常！" << endl;
? ? return;
}

實在是很簡單，貽笑大方了

有幾個注意點：

  • 全局變量在main函數執行完后會銷毀，線程中用到了全局變量server，線程detach后要保證數據的收發，就要保持server的生存期，這里體現為在main中循環等待客戶端的連接
  • 要用鎖鎖住線程中server的操作，避免不同線程同時操作server造成混亂
  • usleep(100);是為了避免不同線程爭搶同一把鎖而造成死鎖的發生

ROS客戶端

#include "tcpclient.h"
#include <ros/ros.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>

TcpClient client;
string send_str = "I am king of the world!";
char recv_buff[1024];

void client_callback(const geometry_msgs::Twist::ConstPtr &msg)
{
? ? cout << "vel X:" << msg->linear.x << ";vel Y:" << msg->linear.y << ";angular Z:" << msg->angular.z << endl;
? ? if (!client.tcpSend(client.m_sockfd, send_str.data(), send_str.size()))
? ? {
? ? ? ? cout << "向服務端發送報文失敗！" << endl;
? ? }
? ? if (!client.tcpRecv(client.m_sockfd, recv_buff, NULL, 10))
? ? {
? ? ? ? cout << "從服務端接收報文失敗！" << endl;
? ? }
? ? cout << "接收服務端報文：" << recv_buff << endl << endl;
}

int main(int argc, char **argv)
{
? ? ros::init(argc, argv, "joystick_client");
? ? ros::NodeHandle nh;

? ? string server_ip = "1.116.137.21";
? ? string loop_ip = "127.0.0.1";

? ? if (client.connectToServer(server_ip.data(), 6666) == false)
? ? {
? ? ? ? cout << "連接失敗！！！" << endl;
? ? ? ? return -1;
? ? }

? ? ros::Subscriber sub = nh.subscribe("/cmd_vel", 1, client_callback);

? ? ros::spin();
}

很簡單，訂閱了手柄發布的話題/cmd_vel，在回調函數中和服務端通訊

話題的發布頻率是10Hz，意味著和服務端通訊的頻率也是10Hz

普通客戶端

#include "tcp/tcpclient.h"

int main(int argc, char **argv)
{
? ? TcpClient client;

? ? string server_ip = "1.116.137.21";
? ? string loop_ip = "127.0.0.1";

? ? if (client.connectToServer(server_ip.data(), 6666) == false)
? ? {
? ? ? ? cout << "連接失敗！！！" << endl;
? ? ? ? return -1;
? ? }
? ? cout << "成功連接服務器！" << endl;

? ? char buff[1024];
? ? while (true)
? ? {
? ? ? ? memset(buff, 0, sizeof(buff));
? ? ? ? sprintf(buff, "Ouch!");
? ? ? ? if (!client.tcpSend(client.m_sockfd, buff, sizeof(buff)))
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? cout << "向服務端發送報文失敗！" << endl;
? ? ? ? ? ? return -1;
? ? ? ? }

? ? ? ? memset(buff, 0, sizeof(buff));
? ? ? ? if (!client.tcpRecv(client.m_sockfd, buff, NULL, 5))
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? cout << "從服務端接收報文失敗！" << endl;
? ? ? ? ? ? return -1;
? ? ? ? }
? ? ? ? cout << "接收服務端報文：" << buff << endl << endl;
? ? ? ? sleep(0.1);
? ? }
? ? return 0;
}

這里sleep(0.1);是為了模擬ROS中話題的頻率

sleep過長會導致服務端阻塞等待該客戶端的消息，從而導致其余客戶端與服務端的通信失敗(如果客戶端中允許的通信延時很短的話)

運行效果

云服務器上的服務端

[root@VM-4-11-centos bin]# ./server_thread?
Tcp thread 140662362572544 is joinable!
服務端接收數據:I am king of the world!
服務端接收數據:I am king of the world!
服務端接收數據:I am king of the world!
服務端接收數據:I am king of the world!
Tcp thread 140662354179840 is joinable!
服務端接收數據:I am king of the world!
服務端接收數據:Ouch!
服務端接收數據:I am king of the world!
服務端接收數據:Ouch!
服務端接收數據:I am king of the world!
服務端接收數據:Ouch!
服務端接收數據:I am king of the world!
服務端接收數據:Ouch!

筆記本上的ROS客戶端

redwall@redwall-G3-3500:~$ rosrun joystick_client joystick_client?
[ERROR] [1656939307.244367879]: [registerPublisher] Failed to contact master at [localhost:11311]. ?Retrying...
[ INFO] [1656939314.923909682]: Connected to master at [localhost:11311]
vel X:0;vel Y:0;angular Z:0
接收服務端報文：I am your father!

vel X:0;vel Y:0;angular Z:0
接收服務端報文：I am your father!

vel X:0;vel Y:0;angular Z:0
接收服務端報文：I am your father!

虛擬機的普通客戶端

  • prejudice@prejudice-VirtualBox:~/socket_test/socket_for_linux/bin$ ./tcp_client 成功連接服務器！
  • 接收服務端報文：I am your father!
  • 接收服務端報文：I am your father!
  • 接收服務端報文：I am your father!

不足

  • 未考慮線程的清理
  • 未考慮信號的退出處理

原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_34935373/article/details/125608828

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