开发成长之路(14)-- 小项目:视频点播器服务端(放码过来) 文章目录系列教程一览“看,未来”的个...

作者: CSDN博客  更新时间:2021-05-09 18:56:40  原文链接


文章目录

系列教程一览

开发成长之路(1)-- C语言从入门到开发(入门篇一)

开发成长之路(2)-- C语言从入门到开发(函数与定制输入输出控制函数)

开发成长之路(3)-- C语言从入门到开发(讲明白指针和引用,链表很难吗?)

开发成长之路(4)-- C语言从入门到开发(距离开发,还差这一篇)

开发成长之路(5)-- C语言从入门到开发(仿ATM机项目,我写的第一个项目)

开发成长之路(6)-- C++从入门到开发(C++入门不难)

开发成长之路(6)-- C++从入门到开发(C++知名库:STL入门·容器(一))

开发成长之路(7)-- C++从入门到开发(C++知名库:STL入门·容器(二))

开发成长之路(8)-- C++从入门到开发(C++知名库:STL入门·容器(三))

开发成长之路(9)-- C++从入门到开发(C++知名库:STL入门·空间配置器)

开发成长之路(10)-- C++从入门到开发(C++知名库:STL入门·算法)

开发成长之路(11)-- STL常用函数大集合

开发成长之路(12)-- Linux网络服务端编程(通识篇之熟悉操作环境)

开发成长之路(13)-- Linux网络服务端编程(通识篇)

“看,未来”的个人简介

朋友们大家好,我是“看,未来”,最近跟CSDN头部大佬们学了这一招,听说挺受用的,我也来试试。

本系列主要面向想要走开发路线,又不知从何学起的大学生。

我本人也是在大一的时候就去参加了培训,后来又自学了一段时间,在这期间,我觉得更重要的是跟行业内的前辈们请教,这比培训来的实在多了。

网页右侧有我的个人微信二维码,如果对学习有困惑的小伙伴可以扫我,知无不言,言无不尽,欢迎来聊。

项目需求分析

我先简单的放一张架构图吧

这次这个小项目分为 前置服务器、后置服务器、进程间通信、数据库通信、性能检测、日志六个模块。

前置服务器:

使用epoll+socket模式,实现大量并发连接的快速处理。并接收通讯数据包,判断是否该传入后置服务器(心跳包就地抛弃)

进程间通信:

shm共享内存

后置服务器:

线程池处理业务、解压包模块内置、数据库连接查询、数据包协议

数据库通信:

sqlite3、MySQL选一个

性能检测:

单用户单业务、单用户多业务、多用户单业务、多用户多业务。

日志:

记录运行过程的日常日志、记录故障的故障日志。

业务分类:

连接、登录、注册、查询视频、查询历史记录、请求播放、退出连接

时间安排:20天周期。三天需求分析、三天demo测试、八天代码编写、四天联调、两天优化代码与文档撰写。

放码过来

很长的啊,我稍微放几个比较重要的出来。

有需要参照的小伙伴可以扫右侧我的微信找我拿,没思路也可以找我聊。

线程池.cpp

#include "e_pthread_pool.h"

E_PThread_Pool::E_PThread_Pool(unsigned int max,unsigned int min,unsigned int wait)
{
 
    //配置基本参数
    count = 0;
    waitcount = 0;
    mincount = min;
    maxcount = max;
    waitsec = wait;
    Stop = false;

    //上锁,创建一定数量的线程作为初始线程池
    cond.lock();
        for (unsigned i = 0; i < mincount; i++)
        {
 
            createThread();
        }
    cond.unlock();
}

E_PThread_Pool::~E_PThread_Pool()
{
 
    destroyThread();
}

void E_PThread_Pool::addTask(Task *task)
{
 
    if (Stop)	//线程池是否停止工作
    {
 
        return;
    }

    //向任务队列中添加新任务
    taskCond.lock();
        taskList.push_back(task);
    taskCond.unlock();

    cond.lock();
    if(waitcount)//需要注意这里的waitcount配置
    {
 
        if(count < maxcount)
        {
 
            createThread();
        }

        cond.signal();
    }
    else if(count < maxcount)
    {
 
        createThread();
    }
    cond.unlock();
}

void E_PThread_Pool::createThread()
{
 
    pthread_t tid;
    int ret = pthread_create(&tid, NULL, taskThread, (void *)this);
    if (ret < 0)
    {
 
        perror("pthread create error");
    }
    else
    {
 
        count++;
    }
}

//线程池创建一定数量的线程
void E_PThread_Pool::start(unsigned NumCreate)
{
 
    cond.lock();

    for (unsigned i = 0; i < NumCreate && i < maxcount-2; i++) //这里为什么是减2
    {
 
        createThread();
    }
    cond.unlock();
}

// 工作线程
void * E_PThread_Pool::taskThread(void *arg)
{
 
    pthread_detach(pthread_self()); //设置自分离
    E_PThread_Pool *pool=(E_PThread_Pool *)arg;
    while(1)
    {
 
        pool->cond.lock();

        //如果没有工作线程在等待
        if (pool->taskList.empty())
        {
 
            if(pool->Stop)
            {
 
                pool->count--;
                pool->cond.unlock();
                pthread_exit(NULL);
            }

            pool->waitcount++;
            bool bSignal = pool->cond.timewait(pool->waitsec); //新任务等待被唤醒
            pool->waitcount--;

            // 删除无用线程
            if (!bSignal && pool->count > pool->mincount)
            {
 
                pool->count--;
                pool->cond.unlock();
                pthread_exit(NULL);
            }
        }
        pool->cond.unlock();

        //如果有工作线程在等待
        if (!pool->taskList.empty())
        {
 
            //获取一个工作线程并执行
            pool->taskCond.lock();
            Task *t = pool->taskList.front();
            pool->taskList.pop_front(); //移除工作线程
            pool->taskCond.unlock();

            t->run(); //任务开始
            delete t;
        }
    }
    pthread_exit(NULL);
}


void E_PThread_Pool::destroyThread()
{
 
    printf("destroy?\n");

#if 0   //等待所有线程执行完毕
    list_task::iterator it = taskList.begin();
    for (; it! = taskList.end(); it++)
    {
 
        Task *t = *it;
        delete t;

        t = NULL;
    }
    taskList.clear();
#endif

    Stop = true;
    while (count > 0)
    {
 
        cond.lock();
        cond.broadcast();
        cond.unlock();

        // 等待所有线程执行完毕
        sleep(1);
    }
}

shm共享内存.cpp

#include "f_shm.h"

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/sem.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <semaphore.h>

typedef struct shmhead_st
{
 
    int shmid;			// 共享内存ID

    unsigned int blksize;		// 块大小
    unsigned int blocks;		// 总块数
    unsigned int rd_index;		// 读索引
    unsigned int wr_index;		// 写索引

        //必须放在共享内存内部才行
    sem_t sem_mutex;	// 用来互斥用的信号量
    sem_t sem_full;		// 用来控制共享内存是否满的信号量
    sem_t sem_empty;	// 用来控制共享内存是否空的信号量

}shmhead_t;

F_Shm::F_Shm(key_t key, int blksize, int blocks)
{
 
    this->open_shm(key, blksize, blocks);
}

F_Shm::F_Shm()
{
 
    shmhead = NULL;
    payload = NULL;
    open = false;
}

F_Shm::~F_Shm()
{
 
    this->close_shm();
}
//返回头地址
bool F_Shm::creat_shm(key_t key, int blksize, int blocks)
{
 
    int shmid = 0;

    //1. 查看是否已经存在共享内存,如果有则删除旧的
    shmid = shmget(key, 0, 0);
    if (shmid != -1)
    {
 
        shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); 	//	删除已经存在的共享内存
    }

    //2. 创建共享内存
    shmid = shmget(key, sizeof(shmhead_t) + blksize*blocks, 0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL);
    if(shmid == -1)
    {
 
        ERR_EXIT("shmget");
    }
    printf("Create shmid=%d size=%u \n", shmid, sizeof(shmhead_t) + blksize*blocks);

    //3.连接共享内存
    shmhead = shmat(shmid, (void*)0, 0);					//连接共享内存
    if(shmhead == (void*)-1)
    {
 
        ERR_EXIT("shmat");
    }
    memset(shmhead, 0, sizeof(shmhead_t) + blksize*blocks);		//初始化

    //4. 初始化共享内存信息
    shmhead_t * pHead = (shmhead_t *)(shmhead);
    pHead->shmid	= shmid;				//共享内存shmid
    pHead->blksize	= blksize;			//共享信息写入
    pHead->blocks	= blocks;				//写入每块大小
    pHead->rd_index = 0;					//一开始位置都是第一块
    pHead->wr_index = 0;					//
    sem_init(&pHead->sem_mutex, 1, 1);	// 第一个1表示可以跨进程共享,第二个1表示初始值
    sem_init(&pHead->sem_empty, 1, 0);	// 第一个1表示可以跨进程共享,第二个0表示初始值
    sem_init(&pHead->sem_full, 1, blocks);// 第一个1表示可以跨进程共享,第二个blocks表示初始值

    //5. 填充控制共享内存的信息
    payload = (char *)(pHead + 1);	//实际负载起始位置
    open = true;

    return true;
}

void F_Shm::dsy_shm()
{
 
    shmhead_t *pHead = (shmhead_t *)shmhead;
    int shmid = pHead->shmid;

    //删除信号量
    sem_destroy (&pHead->sem_full);
    sem_destroy (&pHead->sem_empty);
    sem_destroy (&pHead->sem_mutex);
    shmdt(shmhead); //共享内存脱离

    //销毁共享内存
    if(shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1)		//删除共享内存
    {
 
        printf("Delete shmid=%d \n", shmid);
        ERR_EXIT("shmctl rm");
    }

    shmhead = NULL;
    payload = NULL;
    open = false;
}

void F_Shm::Destroy(key_t key)
{
 
    int shmid = 0;

    //1. 查看是否已经存在共享内存,如果有则删除旧的
    shmid = shmget(key, 0, 0);
    if (shmid != -1)
    {
 
        printf("Delete shmid=%d \n", shmid);
        shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); 	//	删除已经存在的共享内存
    }
}

//返回头地址
bool F_Shm::open_shm(key_t key, int blksize, int blocks)
{
 
    int shmid;

    this->close_shm();

    //1. 查看是否已经存在共享内存,如果有则删除旧的
    shmid = shmget(key, 0, 0);
    if (shmid == -1)
    {
 
        return this->creat_shm(key, blksize, blocks);
    }

    //2.连接共享内存
    shmhead = shmat(shmid, (void*)0, 0);					//连接共享内存
    if(shmhead == (void*)-1)
    {
 
        ERR_EXIT("shmat");
    }
    printf("Open shmid=%d size=%u \n", shmid, sizeof(shmhead_t) + blksize*blocks);

    //3. 填充控制共享内存的信息
    payload = (char *)((shmhead_t *)shmhead + 1);	//实际负载起始位置
    open = true;

    return true;
}


//关闭共享内存
void F_Shm::close_shm(void)
{
 
    if(open)
    {
 
        shmdt(shmhead); //共享内存脱离
        shmhead = NULL;
        payload = NULL;
        open = false;
    }
}

void F_Shm::write_into_shm(const void *buf)
{
 

    shmhead_t *pHead = (shmhead_t *)shmhead;

    sem_wait(&pHead->sem_full);				//是否有资源写?	可用写资源-1
    sem_wait(&pHead->sem_mutex);				//是否有人正在写?

    printf("write to shm[%d] index %d \n", pHead->shmid, pHead->rd_index);
    memcpy(payload + (pHead->wr_index) * (pHead->blksize), buf, pHead->blksize);
    pHead->wr_index = (pHead->wr_index+1) % (pHead->blocks);	//写位置偏移
    sem_post(&pHead->sem_mutex);				//解除互斥
    sem_post(&pHead->sem_empty);				//可用读资源+1
}

void F_Shm::read_from_shm(void *buf)
{
 
    shmhead_t *pHead = (shmhead_t *)shmhead;

    sem_wait(&pHead->sem_empty);				//检测写资源是否可用

    printf("read from shm[%d] index %d \n", pHead->shmid, pHead->rd_index);
    memcpy(buf, payload + (pHead->rd_index) * (pHead->blksize), pHead->blksize);

    //读位置偏移
    pHead->rd_index = (pHead->rd_index+1) % (pHead->blocks);
    sem_post(&pHead->sem_full);					//增加可写资源
}

协议包包头.h

#ifndef I_PACKET_PUBLIC_H
#define I_PACKET_PUBLIC_H

#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;


#define MAX_LEN      256

/************接入层数据包头************/

typedef struct packet_header_st
{
 
    int fd;//用于前后端通信即目标客户端fd(服务器用到)
    int funcId; // 功能号
        //登录包0x01,注册包0x02,找回密码0x03,心跳包0x04

        //客户端上传视频点播请求功能0x10 客户端上传视频点播时长功能0x11
        //播放历史请求包0x20
        //请求视频列表0x30

    int optid; // 操作码:请求0x00 和 应答0x01

    int usrlenth;// 包体的长度
    int packet_seq; //包序号
    int packet_sum; //包总数

    char srcAddr[6]; //预留
    char dstAddr[6]; //预留

    int syn; // 判断包头是否正确 0x04
}packet_header_t;

/************接入层数据包尾************/

typedef struct packet_tali_st//包尾,用来验证数据包的完整性
{
 
    int pack_tail;//设置为0x05
}packet_tali_t;

/************数据包报文整体************/

typedef struct  packet_all_st
{
 
    packet_header_t head;
    char body[1024-sizeof(packet_header_t)-sizeof(packet_tali_st)];
    packet_tali_st tail;
    //unsigned len; //要发送的数据有效长度
}packet_all_st;


/************业务层数据包体************/

typedef struct Pant//心跳结构体 功能号 0000
{
 
    bool flag;//心跳状态,true-在线,flase-离线
}Pant_t;


//客户端登录请求包
typedef struct login
{
 
    int id;
    char psw[10];       //密码
}Login_t;

//登录应答包
typedef struct res_login_st
{
 
    int login_ret;  //登录结果: 1-登录成功,0-登录失败
}res_login_t;

//客户端注册请求包
typedef struct Register
{
 
    int id; //账号
    char psw[10];       //密码
}Register_t;

//注册应答包
typedef struct res_register_st
{
 
    int register_ret;	//注册结果: 0-注册成功,1-注册失败
}res_register_t;

//客户端修改密码请求包
typedef struct Change_PWD
{
 
    int id; //账号
    char psw[10];       //密码
}c_pwd_t;

//注册应答包
typedef struct res_changepwd_st
{
 
    int change_ret;	//注册结果: 0-注册成功,1-注册失败
}res_cpwd_t;

//找回密码请求包
typedef struct findpwd
{
 
    int id;
}F_Pwd_t;

//忘记密码应答包
typedef struct res_findpwd_st
{
 
    int find_ret;	//找回结果: 0-找回成功,1-找回失败
    char pwd[20];   //密码
}res_fpwd_t;


/************请求业务交易流水请求包************/

//上传视频点播请求包
typedef struct VideoPlay
{
 
    int id;
    char video_id[20];//视频ID
}VideoPlay_t;

//点播视频应答包
typedef struct res_VideoPlay_st
{
 
    char video_id[20];  //视频ID
    char video_name[20];  //视频名称
}res_videopaly_t;

//上传停止播放请求包
typedef struct VideoStop
{
 
    int user_id;    //用户ID
    char video_id[20];//视频ID
    char video_seek[20];//播放时长
}VideoStop_t;

//视频列表请求包
typedef struct VideoList
{
 
    int funcId;
    /*
        电视剧0x01,动漫0x02,电影0x03,综艺0x04,纪实0x05,少儿0x06,新闻0x07
    */
}VideoList_t;

//视频列表应答包
typedef struct Res_VideoList
{
 
    int funcId; //功能号,即频道
    char V[800];
}res_vl;

//播放历史请求包
typedef struct Histort
{
 
    int user_id;
}his_t;

//播放历史应答包
typedef struct History_get
{
 
   char V[200];//视频id数组
//   int percent[5];//播放时间数组
}hostory_t;


//历史记录上传
typedef struct Up_Record
{
 
    int user_id;
    int percent;
    char v_name[10];
    char v_time[20];

}up_record_t;

#endif // PACKET_BASE_H

解压包代码.cpp

#include "i_packet_base.h"

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

using namespace std;

I_Packet_base::I_Packet_base(int size)
:m_size(size)
{
 
    m_data = new char[m_size];
}

I_Packet_base::I_Packet_base(const I_Packet_base &packet)
{
 
    m_size = packet.m_size;
    m_data = new char[packet.m_size];
    memcpy(m_data, packet.m_data, packet.m_size);

}

I_Packet_base::~I_Packet_base()
{
 
    delete []m_data;
}

char *I_Packet_base::getData()
{
 
    return m_data;
}

unsigned int I_Packet_base::getSize()
{
 
    return m_size;
}

I_Packet_base & I_Packet_base::operator =(const I_Packet_base &packet)
{
 
    if(m_size != packet.m_size)
    {
 
        delete []m_data;

        m_size = packet.m_size;
        m_data = new char[packet.m_size];
    }
    memcpy(m_data, packet.m_data, packet.m_size);
    return *this;
}

嗯,实在太多,全放进来的话这篇文章就会因为太长而无法发布,有兴趣的小伙伴可以私信我。