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欢迎回来请牢记网站域名,临沂外贸网站建设,wordpress 留言板展示,网站建设要那些收费项C实现集群聊天服务器 JSON Json是一种轻量级的数据交换模式#xff08;也叫做数据序列化方式#xff09;。Json采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。见解和清晰的层次结构使得Json称为理想的数据交换语言。易于阅读和编写。同时也易于支持机器解析和生成实现集群聊天服务器 JSON Json是一种轻量级的数据交换模式也叫做数据序列化方式。Json采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。见解和清晰的层次结构使得Json称为理想的数据交换语言。易于阅读和编写。同时也易于支持机器解析和生成有效地提升网络传出效率。 这里讲的网络传输就涉及到序列化和反序列化。以客户端和服务器端通信为例一般情况下客户端给服务器端发送信息发送的信息可能是字符串、整型等信息需要先转化为字节流数据这就是序列化同样服务器接收到客户端发来的字节流信息需要转化成原始的数据格式这就是反序列化。 JSON for Modern C是一个C下的JSON库具有以下特点直观的语法、仅需使用头文件json.hpp依赖、C11标准编写、类似于STL使用json、STL和json可以互相转化、严谨的测试所有类都经过严格的单元测试。 数据序列化 在网络中常见的数据传输序列化格式有XML、Json、ProtoBuf其中ProtoBuf最为常用其数据压缩编码传输占用带宽小同样的数据信息是Json的1/10XML的1/20但是使用起来稍微比Json复杂。 Json使用 头文件引入和重命名#includejson.hpp using json nlohmann::json;。然后就可以是使用json类似于对象的使用方法使用json了。 #includejson.hpp using json nlohmann::json; #include iostream #include string using namespace std;void func1() {json js;js[from] zhangsan;js[message_type] 2;js[to] lisi;js[message] Hi, what are you doing?;cout js endl;string strjs.dump();//序列化转化成字符串格式coutstr.c_str()endl;// 模拟从网络接收到json字符串通过json::parse函数把json字符串字节流转化为json对象json js2 json::parse(temp);cout js2 endl; } void func2() {json js;js[id] {1, 2, 3, 4, 5};js[name] zhang san;js[msg][zhang san] hello world;js[msg][liu shuo] hello china;js[msg] {{zhang san, hello world}, {liu shuo, hello china}};cout js endl; } int main() {func1();func2();return 0; }key采用哈希表是无顺序的结构。 json的序列化——json_obj.dump()。json反序列化——json::parse(json_str)。 cmake常规使用 首先给出一个代码样例通过代码样例基本上可以看懂一些常用的cmake命令 cmake_minimum_required(VERSION 3.0) #CMake最小版本project(main)#定义当前工程的名字# set表示创建一个变量并初始化对应的值 set(CMAKE_CXX_FLAGS \({CMAKE_CXX_FLAGS} -g) #配置编译选项# include_directories()#头文件搜索目录# link_directories() #库文件搜索目录# 设置需要编译的源文件列表其实也就是定义一个SRC_LIST变量名 set(SRC_LIST ./muduo_server.cpp)# 设置可执行文件最终存储的目录 set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH \){PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)# 把指定目录下的所有源文件名字放入变量名SRC_LIST里面

aux_source_directory(./ SRC_LIST)# 表示生成可执行文件server由SRC_LIST变量所定义的源文件编译而来

add_executable(server \({SRC_LIST})# 表示这个server目标程序需要连接 muduo_net muduo_base pthread 等库文件 target_link_libraries(server muduo_net muduo_base pthread)一般C开源项目标准目录结构如下图所示 一般在build目录下进行cmake ..进行编译然后会在build目录下生成编译过程中的中间文件其中会存在一个Makefile文件在执行make命令来生成最终的可执行文件。 PROJECT_NAME : 通过 project() 指定项目名称 PROJECT_SOURCE_DIR : 工程的根目录 PROJECT_BINARY_DIR : 执行 cmake 命令的目录 CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR : 当前 CMakeList.txt 文件所在的目录 CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR : 编译目录可使用 add subdirectory 来修改 EXECUTABLE_OUTPUT_PATH : 二进制可执行文件输出位置 LIBRARY_OUTPUT_PATH : 库文件输出位置 BUILD_SHARED_LIBS : 默认的库编译方式 ( shared 或 static ) 默认为 static CMAKE_C_FLAGS : 设置 C 编译选项 CMAKE_CXX_FLAGS : 设置 C 编译选项 CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG : 设置编译类型 Debug 时的编译选项 CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE : 设置编译类型 Release 时的编译选项 CMAKE_GENERATOR : 编译器名称 CMAKE_COMMAND : CMake 可执行文件本身的全路径 CMAKE_BUILD_TYPE : 工程编译生成的版本 Debug / Release Muduo muduo网络库给用户提供了两个主要的类 TcpServer用于编写服务器程序的TcpClient用于编写客户端程序的 epoll线程池 优点能够把网络I/O的代码和业务代码区分开、用户的断开和连接用户可读写事件 Muduo服务端 下面提供了muduo进行服务器I/O和worker线程分离的代码示例 #include muduo/net/TcpServer.h #include muduo/net/EventLoop.h #include iostream #include functional #includestring using namespace std; using namespace muduo; using namespace muduo::net;// 通用模板 class ChatServer { public:ChatServer(EventLoop *loop,const InetAddress listenAddr,const string nameArg) : _tcpserver(loop, listenAddr, nameArg), _loop(loop){// 给服务器注册用户连接的创建和断开的回调_tcpserver.setConnectionCallback(bind(ChatServer::onConnection, this, placeholders::_1));// 给服务器注册用户读写事件回调_tcpserver.setMessageCallback(bind(ChatServer::onMessage, this, placeholders::_1, placeholders::_2, placeholders::_3));// 设置服务器线程数量1个I/O线程3个worker线程_tcpserver.setThreadNum(4);}//开启事件循环void start(){_tcpserver.start();}private:// 专门处理用户的连接创建和断开 epoll、listenfd、acceptvoid onConnection(const TcpConnectionPtr conn){if(conn-connected()){cout conn-peerAddress().toIpPort() - conn-localAddress().toIpPort() state online;endl;}else{cout conn-peerAddress().toIpPort() - conn-localAddress().toIpPort() state offline; endl;conn-shutdown();//关闭连接}}// 专门处理用户的读写事件void onMessage(const TcpConnectionPtr conn, // 连接Buffer *buffer, // 缓冲区Timestamp time) // 接收到信息的时间信息{string buf buffer-retrieveAllAsString();cout recv data: buf time: time.toString() endl;conn-send(buf);}TcpServer _tcpserver;EventLoop *_loop; }; int main() {EventLoop loop;InetAddress addr(127.0.0.1, 6000);//本机地址ChatServer server(loop,addr,ChatServer);//将listenfd通过epoll_ctl -(传递给) epollserver.start();//按照epoll_wait以阻塞方式等待新用户连接已连接用户的读写事件等loop.loop();return 0; }编译命令 server:muduo_server.cppg \) -o \( -lmuduo_net -lmuduo_base -lpthread -stdc11\) 表示依赖项这里表示muduo_server.cpp 。$表示目标项这里表示server。 基于muduo网络库开发服务器程序大概步骤如下 1、组合TcpServer对象 2、创建EventLoop事件循环对象的指针 3、明确TcpServer构造函数需要什么参数TcpServer无默认构造函数输出ChatServer构造函数 4、在当前服务器的构造函数中注册处理连接的回调函数和处理事件的连接函数 5、设置合适的服务器端线程数量muduo会自己分配I/O线程和worker线程一般设置1个I/On-1个worker线程 负载均衡器 一台服务器在32位Linx系统环境下大致的并发量sockfd大约是1024个大约支持20000个人进行同时聊天。使用ulimit -n命令查看系统允许当前用户进程打开的文件数限制一般情况下每个进程最多允许打开1024个文件还需要去除给当前用户进程必然打开的标准输入、标准输出、标准错误、服务器监听、进程通信等文件剩下可以给客户端socket连接的文件数大概只有1014个左右也就是说基于Linux的通信程序最多运行同时1024个TCP并发连接。Linux下高并发socket最大连接数所受的各种限制点击查看更多。 在实际环境中可能会存在多个服务器同时在后台运行当开始通信时需要选定聊天的服务器。 LVS负载均衡器常使用的设备。 nginx负载均衡器相当于把服务器串联起来在用户连接服务器后ngnix负载均衡器将对client分配服务器如果一台服务器时支持2W用户的连接那么三台服务器就支持6W用户的连接。 聊天服务器属于长连接的业务。 redis是基于发布-订阅模式类似于设计模式的观察者模式。 nginx安装 nginx在1.9版本之前只支持HTTP协议的web服务器的负载均衡之后的版本开始支持TCP长连接的负载均衡。但是nginx默认情况下没有编译TCP负载均衡模块需要使用–with-stream进行激活。 进入nginx官网下载对应的nginx的压缩包。 我们使用的ubuntu系统所以下载第二列的nginx-1.25.2版本下载后得到安装包。使用tar -zxvf nginx-1.25.2.tar.gz进行解压。解压后目录里面存在auto CHANGES CHANGES.ru conf configure contrib html LICENSE man README src等文件夹和文件。在执行./configure –with-stream开启基于TCP的负载均衡。 安装过程中可能存在库文件的丢失这里我遇到了zlibPCRE等缺失。可以按照下方命令进行安装 sudo apt install zlib1g sudo apt install zlib1g-dev sudo apt-get install libpcre3 libpcre3-dev然后再执行命令可能需要管理员权限 ./configure –with-stream make make installnginx -s reload #重新加载配置文件例如添加服务器配置 nginx -s stop #停止nginx服务需要在nginx的配置文件加入以下内容nginx配置文件在/usr/local/nginx/conf/nginx.conf可执行文件在/usr/local/nginx/sbin/nginx stream {upstream MyServer {server 127.0.0.1:6000 weight1 max_fails3 fail_timeout30s;server 127.0.0.1:6002 weight1 max_fails3 fail_timeout30s;}server {proxy_connect_timeout 1s;listen 8000;proxy_pass MyServer;tcp_nodelay on;} }上图显示了一个客户端连接服务器连接的是nginx提供的ip和portnginx将会给每个服务器按照配置进行分发客户端相应间接等于客户端直连服务器还是需要通过负载均衡器nginx不影响用户之间的通信非跨服务器通信。 配置之后需要进行重新加载配置nginx -s reload。 redis安装 ubuntu安装redis非常简单 sudo apt-get install redis-server查看redis的运行 ps -ef | grep redis netstat -tanp默认运行在6379端口tcp 0 0 127.0.0.1:6379 0.0.0.0:* LISTEN 144028/redis-server。 redis是一个强大的缓存服务器支持多种数据结构如字符串、list列表、set集合、map映射表等结构支持数据的持久化存储存储在硬盘中经常被用于高并发的服务器环境设计中。 redis其实类似于mysql是client/server设计的。redis本身支持事务处理多线程对key自增自减是线程安全的。 redis-cli #启动redis客户端key-value rootxiehou–ubuntu:~# redis-cli 127.0.0.1:6379 get abc (nil) 127.0.0.1:6379 set abc 122 OK 127.0.0.1:6379 get abc 122redis的发布-订阅机制发布-订阅模式包含了两种角色分别是消息的发布者和消息的订阅者。订阅者可以定义一个或者多个频道channel发布者可以指向向某个频道channel发送消息所有订阅此频道的订阅者都会收到此消息。 订阅的命令是subscribe。进入订阅模式后处于此状态的客户端不能使用除subscribe、unsubscribe、psubscribe和punsubscribe这四个属于发布订阅的命令之外否则就会报错。 进入订阅状态后客户端可能收到3种类型的回复。每种类型的回复都包含3个值第一个值是消息的 类型根据消类型的不同第二个和第三个参数的含义可能不同。消息类型的取值可能是以下3个: subscribe:表示订阅成功的反馈信息。第二个值是订阅成功的频道名称第三个是当前客户端订阅的频道数量。message:表示接收到的消息第二个值表示产生消息的频道名称第三个值是消息的内容。unsubscribe:表示成功取消订阅某个频道。第二个值是对应的频道名称第三个值是当前客户端订阅的频道数量当此值为0时客户端会退出订阅状态之后就可以执行其他非发布/订阅模式的命令了。 带输入参数的调试gdb –args ./chatserver 127.0.0.1 8000。或者先运行gdb ./chatserver然后在run 127.0.0.1 8000。在某个cpp文件中打断点break chatservice.cpp:23。 项目地址https://gitee.com/xiehou-design/ChatServer