LINUX 精通 1——2.1.1 网络io与io多路复用select/poll/epoll

LINUX 精通 1

day12 20240509

算法刷题： 2道高精度耗时 107min

课程补20240430 耗时：99 min

day 13 20240512 耗时：200min

课程链接地址

前言

杂

工作5-10年够用
费曼：不要直接抄，自己写；不要一个截图

总之自己总结一个心得，以后回来还能更新不断

实事求是骗不了自己的心吧，这个技术还是比较纯粹，让我找回了从前学习的感觉，比科研这个乌烟瘴气的东西好多了

与阿里云合作了，>60篇，有专家博主的认证

即使以后工作还能交流
学完了：

简历面试前给老师看，可以了投

问老师能拿到多少薪资，作为参考

offer选择

零声linux c/c++如何学

切记：不要2倍速看，每天看一点点，养成习惯，慢就是快

😆 和拉小提琴的老师说的话一摸一样，这才是真正学一样东西的规律，而不是像现在科研环境，都被赶鸭子上轿，被折磨的非要搞出划时代的东西，搞笑呢，那不怪有造假每天一点点不会磨灭对一件事情的热情，反而越来越想要做，会上瘾尤其是一旦有正向反馈以后就像看历史讲座一样，我喜欢历史
课程能不能写到简历
1. 项目做到上线
2. 如何写？
  1. 名字自行命名 不要写课程里的一模一样的
    
    比如：图床（大量的cv存图）用到这个
    
    用课上的技术，解决现实的具体问题
    
    but我做轨迹预测貌似没啥关系，总之就可以搞一个变种，在课程项目的外面包一层壳，问gpt
    1. 存储车辆轨迹数据：将每辆车的历史轨迹数据以键值对的形式存储在KV存储中。每个键可以是车辆ID或其他唯一标识符，而值则是该车辆的历史轨迹数据。
    2. 查询相关上下文信息：除了轨迹数据外，还可以将与轨迹预测有关的上下文信息存储在KV存储中。这些上下文信息可以包括道路状况、天气情况、交通流量等。通过相应的键来查询特定上下文信息。
    3. 轨迹预测模型训练：使用存储在KV存储中的历史轨迹数据和相关上下文信息作为训练集，构建轨迹预测模型。模型可以根据当前车辆状态和环境条件，预测出未来的行驶路径。
    4. 实时轨迹预测：当有新的实时输入（例如传感器数据）时，将其与相关的上下文信息一起查询，并输入到训练好的模型中进行实时预测。根据预测结果，可以调整车辆的行驶策略和决策。
    5. 数据更新和删除：当有新的轨迹数据生成或某些数据过期时，需要及时将其更新或从KV存储中删除，以保持存储数据的准确性和实时性。
简历
1. 最多3个，2-3个项目够了
2. 语言，语法本身不是重点，重点是用技术解决具体问题，什么问题用什么合适的语言
  
  为了应付面试可以看八股C++，从项目出发：比如项目功能里用了什么vector什么特性，虚表怎么继承，说自己理解，别全背，是用八股来提取自己项目的重点
3. 参照大纲写你熟练掌握了解技术点
4. 然后要在业务项目里细节写你的那些功能用到了这些技术点。光写一堆技术点，你没实现过没用
  
  没技术点只有业务场景，就是产品经理
  
  只有技术没业务，没法解决什么问题
怎么看 好多啊！

第一遍看好多好多，多看几遍+笔记整理，就这些东西+提取细节自己薄弱的地方，跟以前上学一样
1. 第一章：先不用看
  
  什么时候看：因为后面工程里覆盖了这里的知识点
  
  因为有的知识点在压根无code，or不够，看了也没用，比如设计模式，git使用，后面都用到了，再回头看
  
  理论老师喜欢用source insight， gdb调比较笨重，vscode可以。书上不是用于开发，是原理，强调逻辑定义等。开发是工业界，落地
  1. 红黑树：能用在哪里，三种？作业
    1. 数据库系统：许多数据库系统使用红黑树来实现索引结构，如B+树。红黑树提供了快速的插入、删除和查找操作，并保持数据有序。
    2. C++ STL中的map和set容器：STL（标准模板库）中的map和set容器通常基于红黑树实现。这些容器支持高效的查找操作，并保持元素按照键值有序。
    3. 路由表：网络路由器通常使用红黑树来存储路由表信息。通过使用红黑树，可以高效地进行IP地址匹配以确定数据包的最佳转发路径。
    4. 计算机图形学：在计算机图形学中，红黑树可用于空间分区（如二维范围查询）和光线追踪等算法中。
    5. 任务调度器：操作系统中的任务调度器可以使用红黑树来管理任务队列，以便高效地选择下一个要执行的任务。
  开发 2-5
2. 第二章：网络开发
  
  要做笔记（犯困走神的时候），就是写技术博客，以后再次总结
  
  费曼plan，重在参与嘛，很不错，督促自己，就想去学呀
  
  细节+模棱两可的问题问老师，发截图给老师
  
  以后9.1 kv存储自行命名写简历
3. 第三章：基础组件
  
  可以用api调，轮子：线程池，日志等，类似英语的基础语法，必须掌握
  
  看完混沌，不知道怎么用，只是自己可以实现
  1. 对于在职拆解公司的项目：反推出哪些模块用了这些功能，面试可以说出来，即使轮子不需要你写
  2. 对于在校：9.5 魔兽世界，连的不是魔兽server 是零声的server
4. 第四章中间件
  
  开起来就是一个线程，不是api 用网络和它交互
  
  每种掌握一个就ok了
  
  看9.2 图床存我喜欢的东西——小鸟各种小鸟，还有风景，还有有意思的图
5. 第五章：framework开源框架
  
  自选3-4个行业相关的，其他选看
  
  5.1游戏的 skynet
  
  9.3 即时通讯 是一个万金油
  
  使用场景有什么：和其他人聊天，比如boss聊天；游戏聊天区
  
  可以自己开发一个上线，**加自己的巧思——树洞，心灵树洞？**随机匹配陌生人聊天？无心理负担聊天
  
  运维——部署、测试、性能分析 6-8
6. 第六章云原生
7. 第七章性能分析
8. **第八章分布式架构 **
  
  多台

第1章 2.1.1 网络io与io多路复用select/poll/epoll

这个在入门课里讲过啊，but我云里雾里的第8节

有的地方可以快进，大部分开1.25正好，1.5也行稍微有点快脑子来不及反应

引入

网络应用，底层都是网络

使用微信，发送文字，视频，如何通过网络IO实现
使用抖音，视频资源如何到达手机的app上
使用github，gitlab.0voice.com上，git clone为什么能到本地
为什么共享单车扫了以后就能开锁
为什么能通过手机远程操作你家的空调

有意思啊，能解决实际需求

具体

client通过网络连接server，类似水管，但是具体内容不限的

网络是连接client和server的fd(file descriptor) ：在计算机编程中，socketfd是指套接字描述符（socket file descriptor）。套接字描述符是一个整数值，用于标识操作系统内核中打开的套接字（socket）对象。它可以用来进行对网络通信的读写操作以及其他相关的操作。通过使用套接字描述符，程序可以与网络上的其他主机进行通信。

fd对应的userinfo可以改

在/share下
mkdir 20404	
cd 20404	
mkdir 2.1.1-network-io
touch networkio.c

或者直接在本地ftp里操作

开发环境搭建：

编写代码：代码编辑器（记事本也行），老师用source insight太卡了，我喜欢用vscode而且里面可以直接命令行调试，不用再额外开一个xshell
编译：linux下gcc/g++
运行：Ubuntu
终端工具ssh：xshell，putty，crt，mobaxterm，vscode里
linux文件与windows映射，samba在装linux时候自带的，回去自己看入门课程的第一节笔记

编写：

配置

linux在应用层里网络通信的实现，不论什么语言实现，底层都是socket无其他方法
老师敲代码为什么有提示：因为加载了内核源码 01：27：29处
1. soureinsight里新建project然后synchronize files
2. vscode成功啦啦啦啦啦
  
  这个include不要自己找，代码里放在问题上，点快速修复可以看到含头文件的路径复制过去
```
ctrl+shift+p——>c++配置json
"includePath": [
    "${workspaceFolder}/**",
    "/usr/include/**"
],
```
  VSCODE中C/C++ 自动提示、补全配置_vscode c语言代码提示-CSDN博客
  
  【c++代码提示】VScode c++ 代码自动补全/智能提示设置_vscode c++ 提示-CSDN博客

code

// 创建socket
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

// 绑定本地端口
struct sockaddr_in servaddr;
servaddr.sin_family = AF_INET; 
servaddr.sin_addr.s.addr = htons(INADDR_ANY); // 默认0.0.0.0 绑本地地址；htons转成网络字节序

本地网卡

ifconfig

ens33     Link encap:Ethernet  HWaddr 00:0c:29:31:b3:43  
          inet addr:192.168.243.128  Bcast:192.168.243.255  Mask:255.255.255.0
          inet6 addr: fe80::20c:29ff:fe31:b343/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:353041 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:223361 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:238434200 (238.4 MB)  TX bytes:81289772 (81.2 MB)

lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:298113 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:298113 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1 
          RX bytes:57946571 (57.9 MB)  TX bytes:57946571 (57.9 MB)

一张网卡ens33，没有二段网桥接，直接NAT映射的

lo是回环地址

0.0.0.0表示这两个任何一个网卡都可以使用

解释

tcp server是酒店提供服务

门口迎宾的人：socketfd，client跑来先碰到迎宾，安排和client绑定地址端口，绑定；socketfd干嘛？迎宾然后正式上岗，listen监听（client发给server的data）

点菜的人
编译
```
gcc -o networkio networkio.c
然后想找头文件
man 函数名看在哪

./networkio
```
绑——listen——连接
1. netstat非常常用，看服务有没有起来：比如redis，sql等等起来没
  
  netstat -anop用于列出当前所有网络连接的详细信息。-a 选项表示显示所有连接和监听端口，-n 选项表示以数字形式显示地址和端口号，而不进行域名解析。-o 选项可以显示与每个连接关联的进程 ID（PID），最后的 p 选项用于显示与 PID 相关的进程名称。
  
  而grep 2000则用于在结果中筛选出包含 “2000” 的行。 2000前面设的端口sin_port 2000（Global Regular Expression Print”，它是一个强大的文本搜索工具）
  
  此时0.0.0.0:2000已经起来了，说明socketfd正式工作了
2. 端口绑完不能再，此时还想：./networkio不行，因为端口2000已经bind被绑了
3. 绑完进入listen以后可以被连接，且会产生新的连接，用netassist.exe连接，上面是用命令行连接，注意端口号和tcp client
  
  此时2000是2条io不是连接，但不完全是io，因为还没分配io
4. 连接以后io能通信，可以send，也能receive只是没打印
  
  网络助手里send以后，下面可以看到发了多少字节
5. 用accept分配io：tcp协议的连接与io：不一样的，我懂了，连接是连了，但是数据无法解析出来，需要用io来操作数据
  
  再加分配io编译
```
printf("listen finished\n");

// 分配io
struct sockaddr_in clientaddr;
socklen_t len = sizeof(clientaddr);

// 前面sock fd，Await a connection on socket FD. When a connection arrives, open a new socket to communicate with it,
int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len);


char buffer[1024] = {0};
int count = recv(clientfd, buffer, 1024, 0); //Read N bytes into BUF from socket FD.
printf("recv: %s\n", buffer);


getchar();// 阻塞在这里，一直等命令行给东西进来
```
  ./networio以后阻塞在accept()这行，已listen，sockfd上岗了
  
  netassist.exe连接后，阻塞recv()这行，点send以后就会recv有反应了
  
  加日志打印信息, client回传server收到的buffer大小
```
    // 分配io
    struct sockaddr_in clientaddr;
    socklen_t len = sizeof(clientaddr);

    // 前面sock fd，Await a connection on socket FD. When a connection arrives, open a new socket to communicate with it,
    printf("accept\n");
    int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len);
    printf("accept finished\n");

    char buffer[1024] = {0};
	int count = recv(clientfd, buffer, 1024, 0); 
	//Read N bytes into BUF from socket FD.
    printf("recv: %s\n", buffer);

	// client回传server收到的buffer信息，server会打印收到的信息，client端打印buffer大小
    count = send(clientfd, buffer, count, 0);
    printf("send: %d\n", count);
```
6. 跟着老师捋了一遍流程
  
  ./networkio以后，client遇到了tcp酒店的迎宾小姐sockfd，小姐建立了listen，上岗开始分配tcp server酒店的端口与地址和client绑定
  
  网络助手是client点连接就完成tcp连接 accept finished
  
  然后client发server:2000数据，打印同时也收到server send回来的数据
7. fd就是io与tcp连接信息一一对应：
  
  如果有accept两者生命周期极其类似，当accept后返回fd io
  
  如果无accept函数，就会连接，但是io fd没有晚很多
  
  虽然没有调用aceept()但也可以建立TCP链接，只要服务器listen()了就可以。只不过建立好了TCP链接，但没有办法获取和客户端之间的文件描述符FD。
  
  而accept（）的作用就是获取已经建立连接的FD描述符IO
  
  sockfd是0.0.0.0:2000 默认两个卡都行
  
  clientfd是192.168.243.128:2000
  
  但是代码只有一个accept send分配不了多个client与server的io，所以加while多个io数据弄出来可以起多个client网络助手连接
  
  用#if 0编译的时候可以屏蔽
8. 多个client问题——多路IO阻塞
  
  如果connect一个就send，再connect send没问题
  
  但是如果先对1 2 3 都按connect，再 3 2 1按send，发现3 2不会收到，1以后 123同时收到
  
  即如果第1个connect的如果还未接受到数据，后面connect上的client都不会收到数据，即时通讯里不希望这样
  
  为什么
  
  因为：1过来卡在accept, 2再accept，3再accept.
  
  3必须等2的send执行完才会执行3的send，2必须等1的send执行完，才会执行2的send，所以23能发收不了，只能等1收了才收
  
  1-accept-send-2-accept-send-3-accept-send
9. 多路IO阻塞改进
  
  报错：
  
  /tmp/ccv3SqvF.o: In function main': networkio.c:(.text+0x1cc): undefined reference to pthread_create’ collect2: error: ld returned 1 exit status
  
  要-lpthread
```
gcc -o networkic networkic.c -lpthread
```
  此时1 2 3连，3发就能收不用等12，2发能收不用等1
```
void *client_thread(void *arg){
    // 为了防止多路io阻塞，开一个线程
    int clientfd = *(int *) arg; //先转成int *，强制转换成指向int，再取arg指针内容最外面*

    char buffer[1024] = {0};
    int count = recv(clientfd, buffer, 1024, 0); //Read N bytes into BUF from socket FD.
    //Read N bytes into BUF from socket FD.
    printf("recv: %s\n", buffer);

    // client回传server收到的buffer信息，server会打印收到的信息，client端打印buffer大小
    count = send(clientfd, buffer, count, 0);
    printf("send: %d\n", count);

}


#else
        while(1){
            printf("accept\n");
            int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len);
            printf("accept finished\n");

            // 启动线程
            pthread_t thid; // thread id
            pthread_create(&thid, NULL, client_thread, &clientfd); //线程id，属性，入口函数，线程值
    }
#endif
```
  but只能收发一条，多条加while
```
void *client_thread(void *arg){
    // 为了防止多路io阻塞，开一个线程
    int clientfd = *(int *) arg; //先转成int *，强制转换成指向int，再取arg指针内容最外面*

    // 收多条 while
    while(1){
        char buffer[1024] = {0};
        int count = recv(clientfd, buffer, 1024, 0); //Read N bytes into BUF from socket FD.
        //Read N bytes into BUF from socket FD.
        printf("recv: %s\n", buffer);

        // client回传server收到的buffer信息，server会打印收到的信息，client端打印buffer大小
        count = send(clientfd, buffer, count, 0);
        printf("send: %d\n", count);
    }
}
```

综上最终版

#include<sys/socket.h>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<netinet/in.h>
#include<pthread.h>

void *client_thread(void *arg){
    // 为了防止多路io阻塞，开一个线程
    int clientfd = *(int *) arg; //先转成int *，强制转换成指向int，再取arg指针内容最外面*

    // 收多条 while
    while(1){
        char buffer[1024] = {0};
        int count = recv(clientfd, buffer, 1024, 0); //Read N bytes into BUF from socket FD.
        //Read N bytes into BUF from socket FD.
        printf("recv: %s\n", buffer);

        // client回传server收到的buffer信息，server会打印收到的信息，client端打印buffer大小
        count = send(clientfd, buffer, count, 0);
        printf("send: %d\n", count);
    }
}


int main(){
    // 创建socket
    int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    
    // 绑定本地端口
    struct sockaddr_in servaddr;
    servaddr.sin_family = AF_INET; 
    servaddr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY); //绑网卡地址 默认0.0.0.0 绑本地地址；htons转成网络字节序 
    servaddr.sin_port = htons(2000); // 0-1023系统默认 大于1024都能用

    if(-1 == bind(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(struct sockaddr))){
        printf("bind failed: %s\n", strerror(errno));
    }
    
    listen(sockfd, 10);
    printf("listen finished\n");

    // 分配io
    struct sockaddr_in clientaddr;
    socklen_t len = sizeof(clientaddr);


#if 0
// 第一版，屏蔽掉
    // 前面sock fd，Await a connection on socket FD. When a connection arrives, open a new socket to communicate with it,
    printf("accept\n");
    int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len);
    printf("accept finished\n");

    char buffer[1024] = {0};
    int count = recv(clientfd, buffer, 1024, 0); //Read N bytes into BUF from socket FD.
    //Read N bytes into BUF from socket FD.
    printf("recv: %s\n", buffer);

    // client回传server收到的buffer信息，server会打印收到的信息，client端打印buffer大小
    count = send(clientfd, buffer, count, 0);
    printf("send: %d\n", count);
#elif 0
// 一直只要有连接，就分配io，来accept send
    while(1){
        // 前面socfd，Await a connection on socket FD. When a connection arrives, open a new socket to communicate with it,
        printf("accept\n");
        int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len);
        printf("accept finished\n");

        char buffer[1024] = {0};
        int count = recv(clientfd, buffer, 1024, 0); //Read N bytes into BUF from socket FD.
        //Read N bytes into BUF from socket FD.
        printf("recv: %s\n", buffer);

        // client回传server收到的buffer信息，server会打印收到的信息，client端打印buffer大小
        count = send(clientfd, buffer, count, 0);
        printf("send: %d\n", count);
    }

#else
        while(1){
            printf("accept\n");
            int clientfd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&clientaddr, &len);
            printf("accept finished\n");

            // 启动线程
            pthread_t thid; // thread id
            pthread_create(&thid, NULL, client_thread, &clientfd); //线程id，属性，入口函数，线程值
    }
#endif


    getchar();// 阻塞在这里，一直等命令行给东西进来

    printf("exit\n");

    
    return 0;
}

一请求一线程，并且每个请求互不影响，入门课根本没听懂也没操作会，这次吃透了

ps：

gitlab配置：后面再说：

git ssh密钥绑定https://blog.csdn.net/Yaoyao2024/article/details/132123525?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522171547948716800188566050%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=171547948716800188566050&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_alltop_click~default-1-132123525-null-null.142^v100pc_search_result_base8&utm_term=git%20ssh%20key&spm=1018.2226.3001.4187
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