Question

我正在尝试C中的UDP应用程序，其中应用程序必须同时发送和接收数据。类似于我们的聊天应用程序。当一个人输入数据时，他应该能够接收数据。

我正在计划如何实现这一点。如果我的想法是正确的，请帮助我。

同一个程序将充当客户端和服务器。
两台服务器都将监听不同的端口
创建一个发送线程和一个接收线程。（pthreads）
我在这一步中遇到了问题。我希望recvfrom是非阻塞的。所以我认为我可以设置E_WOULDBLOK，当errno设置为EAGAIN时，我可以产生接收线程。但是当该套接字可读时会发生什么。我应该如何产生发送线程以使接收线程读取数据。如果我在用户输入时产生发送线程，因为我的接收套接字是可读的，它也不会影响用户吗？

或者请建议我实现这一目标的方法。 pthread条件变量是否适用于此场景。其他想法也欢迎。

Answer 1

使用传输和接收线程的方法应该有效，但是您稍后提到要在线程上使用非阻塞IO。这很好，但我有点疑惑为什么你想同时使用两个非阻塞IO 和线程。

如果您正在使用线程，则无需将套接字标记为非阻止 - 只需使用标准阻止recvfrom()和read()调用即可。当您从发送线程中的read()获取stdin输入时，您将发送一条带有sendto()的消息，当您在接收线程中收到消息时，您可以正常显示它到stdout。

除非你在线程之间传递信息，否则你不应该需要一个pthreads条件变量 - 如果你想要的不仅仅是双向聊天（即多个用户），那么你可能需要这个。

如果您正在使用非阻塞IO（我认为这是更清洁的解决方案 - 尽可能避免使用线程），您通常不需要使用线程 - 您可以使用select()等功能和poll()来管理您的文件描述符。我建议poll()，因为我认为它有一个更方便的界面，但两者都可以。在Linux上也可能有更高效的等效项，例如epoll()，但通常您可以忽略这些，除非您的应用程序将处理大量流量。

您通常只有一个带循环的线程。在循环开始时，您调用poll()或select()，这将阻塞，直到读取其中一个文件描述符（可以是套接字）进行读取或写入。您可以监听多个文件描述符，但在您的情况下，它也可以正常使用。

函数返回后，如果poll()或select()指示为“已准备好”，则可以从套接字读取信息，然后根据需要发送信息。如果这是一个面向连接的套接字，你需要缓冲输出并监视套接字是否为“可写”，并根据需要从输出缓冲区刷新数据。但是，对于UDP而言，“写就绪”的概念并不存在，所以只要有数据就可以发送数据。

事实上，如果您使用poll()或类似的类似内容，则甚至不需要将套接字标记为非阻塞。请参阅下面的示例代码，它实现了一个非常简单的UDP聊天客户端。您必须在命令行上手动指定目标IP地址和端口，并且一些错误检查非常简单，因为它只是示例代码，但它应该足以满足您自己的目的。

你可以在Unix机器上测试这个，方法是编译成一个名为“chat”的二进制文件，然后在一个运行中打开两个终端窗口：

chat 8888 127.0.0.1 9999

......而另一个正在运行：

chat 9999 127.0.0.1 8888

请注意，第一个端口是侦听端口，其余两个参数指定要连接到远程对等端的IP地址和端口。

代码在这里：

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <netinet/in.h>
#include <poll.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>


void start_chat(int sock_fd, struct sockaddr_in *peer)
{
  int ret;
  ssize_t bytes;
  char input_buffer[1024];
  char output_buffer[1024];
  struct pollfd fds[2];

  /* Descriptor zero is stdin */
  fds[0].fd = 0;
  fds[1].fd = sock_fd;
  fds[0].events = POLLIN | POLLPRI;
  fds[1].events = POLLIN | POLLPRI;

  /* Normally we'd check an exit condition, but for this example
   * we loop endlessly.
   */
  while (1) {
    /* Call poll() */
    ret = poll(fds, 2, -1);

    if (ret < 0) {
      printf("Error - poll returned error: %s\n", strerror(errno));
      break;
    }
    if (ret > 0) {

      /* Regardless of requested events, poll() can always return these */
      if (fds[0].revents & (POLLERR | POLLHUP | POLLNVAL)) {
        printf("Error - poll indicated stdin error\n");
        break;
      }
      if (fds[1].revents & (POLLERR | POLLHUP | POLLNVAL)) {
        printf("Error - poll indicated socket error\n");
        break;
      }

      /* Check if data to read from stdin */
      if (fds[0].revents & (POLLIN | POLLPRI)) {
        bytes = read(0, output_buffer, sizeof(output_buffer));
        if (bytes < 0) {
          printf("Error - stdin error: %s\n", strerror(errno));
          break;
        }
        printf("Sending: %.*s\n", (int)bytes, output_buffer);
        bytes = sendto(sock_fd, output_buffer, bytes, 0,
                       (struct sockaddr *)peer, sizeof(struct sockaddr_in));
        if (bytes < 0) {
          printf("Error - sendto error: %s\n", strerror(errno));
          break;
        }
      }

      /* Check if data to read from socket */
      if (fds[1].revents & (POLLIN | POLLPRI)) {
        bytes = recvfrom(sock_fd, input_buffer, sizeof(input_buffer),
                         0, NULL, NULL);
        if (bytes < 0) {
          printf("Error - recvfrom error: %s\n", strerror(errno));
          break;
        }
        if (bytes > 0) {
          printf("Received: %.*s\n", (int)bytes, input_buffer);
        }
      }
    }
  }
}


int main(int argc, char *argv[])
{
  unsigned long local_port;
  unsigned long remote_port;
  int sock_fd;
  struct sockaddr_in server_addr;
  struct sockaddr_in peer_addr;

  /* Parse command line arguments for port numbers */
  if (argc < 4) {
    printf("Usage: %s <local port> <remote host> <remote port>\n", argv[0]);
    return 1;
  }
  local_port = strtoul(argv[1], NULL, 0);
  if (local_port < 1 || local_port > 65535) {
    printf("Error - invalid local port '%s'\n", argv[1]);
    return 1;
  }
  remote_port = strtoul(argv[3], NULL, 0);
  if (remote_port < 1 || remote_port > 65535) {
    printf("Error - invalid remote port '%s'\n", argv[3]);
    return 1;
  }

  /* Parse command line argument for remote host address */
  peer_addr.sin_family = AF_INET;
  peer_addr.sin_port = htons(remote_port);
  if (inet_aton(argv[2], &peer_addr.sin_addr) == 0) {
    printf("Error - invalid remote address '%s'\n", argv[2]);
    return 1;
  }

  /* Create UDP socket */
  sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
  if (sock_fd < 0) {
    printf("Error - failed to open socket: %s\n", strerror(errno));
    return 1;
  }

  /* Bind socket */
  server_addr.sin_family = AF_INET;
  server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  server_addr.sin_port = htons(local_port);
  if (bind(sock_fd, (struct sockaddr *)(&server_addr),
           sizeof(server_addr)) < 0) {
    printf("Error - failed to bind socket: %s\n", strerror(errno));
    return 1;
  }

  /* Call chat handler to loop */
  start_chat(sock_fd, &peer_addr);

  close(sock_fd);

  return 0;
}

2路udp聊天应用程序

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