Qt中编写客户端的思路总结(6 个细节问题)
1、客户端什么时候连接?
在第一一个窗口之前进行打通或者第一次做业务，确保所做的功能已经对接上，
否则都是在做无用功。

2、界面上数据的怎么传输?
(1)因为对读写与网络进行了单独的封装(写成单例)，导致数据无法直接进
行获取与反馈，于是面向对象获取数据(创建set和get函数)对该问题进行
解决
(2)聊天与登录界面的结构体不同，在数据传输时，无法直接使用void* (在
Qt使用时只有8字节，无法完整传递)，于是在传递数据时需要明确传递数据
的长度

3、头文件相互引用
使用emit自定义信号解决，自有其他文件的槽函数对信号进行接收
4、聊天时需要明确自己是谁，聊天对象是谁(在登录界面进行传参，明确自己
是谁)
5、业务处理
在界面跳转后，需要明确当前界面需要做什么业务(处理业务后，返回值进行
对应界面的查找与显示)

SOCKET-IO多路复用技术 04.03

碎碎念：

1000个客户端对应1000个进程

每个进程都有对应的：代码段，数据段，堆栈段

一个进程最多开290个线程

非阻塞式IO：持续执行read，持续判断，轮询；轮询占用大量的时间，CPU不休息，持续循环判断

阻塞式IO：等待数据到达；CPU闲置出来可以处理其他业务

多路复用型IO

事件队列：

就绪队列：

事件有三：客户端上线、客户端掉线、客户端发送数据

epoll负责"迎宾"，线程池负责并发

三种IO复用技术：

	select	poll	epoll
存储结构(连接数)	数组(数量有限制)	链表(数量无限制)	队列(数量有限制,但无伤大雅)
I/O效率	忙轮询 O(n)	忙轮询 O(n)	事件队列 O(1)
消息传递方式	从内核传递到用户控件，有内核拷贝动作	从内核传递到用户控件，有内核拷贝动作	内核和用户空间共享一块内存

Select、poll对比epoll:

Select、poll进程只有在调用一定的方法之后，内核才会对所有监视的文件描述符进行扫描，而epoll会通过epoll_ctl()来注册一个文件描述符，一旦某个文件描述符就绪之后，内核会采用类似的回调机制，迅速激活对应的文件描述符。这样当有大量等待链接的时候epoll的效率会比select和poll高出很多。
这里我们对比一下select poll和epoll
select 链接数有限制，一般来说是1024个，poll和select本质上没有区别，但是链接数不存在限制，因为poll是基于链表来实现的，epoll虽然链接数有一定的限制，但是1G内存的机器可以打开10w左右的链接。
当链接数目剧增的时候select和poll每次都会对所有的链接进行线性遍历，所以当fd增加的时候就会出现性能下降的问题。但是epoll是通过callback回调函数来实现的所以即使有大量的链接，也不会出现性能下降的问题，但是当所有链接都十分活跃的时候可能会出现性能下降的问题。(epoll只管活跃的链接)
Select和poll在传递消息的时候需要将消息传递到用户空间，都需要内核进行拷贝动作，但是epoll是通过内核和用户之间一块共享内存来实现的。

select poll的最大缺点：大量的fd数组从用户复制到内核，并且poll还有一个特点是水平触发，如果报告了fd没有被处理，那么下次poll还会再次报告这个fd文件描述符。随着文件描述符数量的增长效率会大大下降。

setsockopt()

头文件：#include <sys/types.h> #include <sys/socket.h>

功能：用来设置参数 sockfd 所指定的socket 状态

返回值：成功则返回0, 若有错误则返回-1, 错误原因存于errno.

int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);
//level 代表欲设置的网络层, 一般设成SOL_SOCKET 以存取socket 层
//optname 代表欲设置的选项
//optval 代表欲设置的值
//optlen 代表optval 的长度

optname有以下几种数值：

SO_DEBUG 打开或关闭排错模式
SO_REUSEADDR 允许在bind ()过程中本地地址可重复使用
SO_TYPE 返回socket 形态.
SO_ERROR 返回socket 已发生的错误原因
SO_DONTROUTE 送出的数据包不要利用路由设备来传输.
SO_BROADCAST 使用广播方式传送
SO_SNDBUF 设置送出的暂存区大小
SO_RCVBUF 设置接收的暂存区大小
SO_KEEPALIVE 定期确定连线是否已终止.
SO_OOBINLINE 当接收到OOB 数据时会马上送至标准输入设备
SO_LINGER 确保数据安全且可靠的传送出去.

getsockopt()

功能：会将参数 sockfd 所指定的socket 状态返回.

返回值：成功则返回0, 若有错误则返回-1, 错误原因存于errno

int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval, socklen_t *optlen);
//level 代表欲设置的网络层, 一般设成SOL_SOCKET 以存取socket 层
//optname 代表欲取得何种选项状态
//optval 则指向欲保存结果的内存地址
//optlen 则为该空间的大小

struct epoll_event {
  __uint32_t events;  /* Epoll 事件 */
  epoll_data_t data;  /* 用户数据 */
};

typedef union epoll_data {    
    void *ptr;    
    int fd;    
    __uint32_t u32;    
    __uint64_t u64;    
} epoll_data_t;    

其中events成员描述事件类型。epoll支持的事件类型和epoll基本相同。表示epoll事件类型的宏是在poll对应的宏前加上”E”，比如epoll的数据可读事件是EPOLLIN。但epoll有两个额外的事件类型——EPOLLET和EPOLLONESHOT。它们对于epoll的高效运作非常关键

事件	描述
EPOLLIN	可读取非高优先级数据
EPOLLPRI	可读取高优先级数据
EPOLLOUT	普通数据可写
EPOLLHUP	出现挂断
EPOLLET	采用边沿触发事件通知
EPOLLONESHOT	在完成事件通知后禁用检查
EPOLLRDHUP	套接字对端关闭
EPOLLERR	有错误发生

epoll_data_t是一个共用体，其4个成员中使用最多的是fd，它指定事件所从属的目标文件描述符。ptr成员可以用来指定与fd相关的用户数据。但由于epoll_data_t是一个共用体，我们不能同时使用其ptr成员和fd成员，因此，如果要将文件描述符和用户数据关联起来，以实现快速的数据访问，只能放弃使用epoll_data_t的fd成员，而在ptr指向的用户数据中包含fd

epoll_create()

功能：创建文件描述符

返回值：一个文件描述符fd，用作其他所有epoll系统调用的第一个参数，以指定要访问的内核事件表

int epoll_create(int size);
//size参数现在并不起作用，只是给内核一个提示，告诉内核应该如何为内部数据结构划分初始大小

epoll被创建后，会占据acceptfd=4，因此后面客户端只能从acceptfd=5开始

epoll_ctl()

功能：修改epoll的内核事件表

返回值：epoll_ctl成功时返回0，失败时返回-1并设置errno

int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
//epfd是创建epoll实例时返回的文件描述符
//op参数则指定操作类型
//fd参数是要操作的文件描述符
//event参数指定事件，它是epoll_event结构指针类型

op操作类型有如下三种：

• EPOLL_CTL_ADD，注册新的fd到epfd中；
• EPOLL_CTL_MOD，修改已注册fd的事件；
• EPOLL_CTL_DEL，从epfd中删除一个fd；

epoll_wait()

功能：在一段超时时间内等待一组文件描述符上的事件。

• epoll_wait函数如果检测到事件，就将所有就绪的事件从内核事件表中复制到它的第二个参数events指向的数组中。数组events的空间由调用者负责申请，所包含的元素个数在参数maxevents中指定
• events数组只用于输出epoll_wait检测到的就绪事件，而不像select和poll的数组参数那样既用于传入用户注册事件，又用于输出内核检测到的就绪事件。这就极大地提高了应用程序索引就绪文件描述符的效率

返回值：成功时返回就绪的文件描述符个数，失败时返回-1并设置errno

int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
//events数组只用于输出epoll_wait检测到的就绪事件
//maxevents参数指定最多监听多少个事件，它必须大于0
//timeout参数含义与poll相同：；；

timeout:

当timeout= -1时，阻塞直到有一个或多个文件描述符就绪

当timeout=0时，立即返回

当timeout>0时，等待timeout值的时间

LT模式(水平触发，默认）与ET模式(边缘触发)：

epoll里边最大的特点在于水平触发和边缘触发，水平触发是当我们缓冲区有数据的时候就一直提醒，但是边缘触发是当有了消息来了之后只进行一次提醒，如果这次读取了之后缓冲区的数据没有读取完，下次就不再进行提醒。LT也就是水平触发是epoll默认的方式，也就是说当前如果有一个文件描述符就绪了，你可以不马上进行处理，会一直提醒你，但是ET也就是边缘触发模式，是高速工作方式，如果某个未就绪的事件变成了就绪状态，epoll会告诉你，并且不会再为那个描述符发送更多的请求通知，直到你做了某些事情让描述符的状态不再是就绪状态。ET模式很大程度上减少了epoll事件被重复触发的次数。ET模式下必须使用非阻塞的套接字，以免造成某一个文件描述符阻塞让其他文件描述符饿死的情况。

多路IO复用特点：没有线程和进程

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/epoll.h>

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

using namespace std;

int main()
{
	struct epoll_event epollEvent;
	struct epoll_event epollEventArry[100];
	int epollfd = 0;
	int epollwaitfd = 0;

	struct sockaddr_in s_addr;
	int len = 0;
	char buf[50] = { 0 };
	int socketfd = 0;
	int acceptfd = 0;
	int client_num = 0;
	int opt_val = 1;
	socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if (socketfd == -1)
	{
		perror("socket error");
	}
	else
	{
		s_addr.sin_family = AF_INET;//ipv4
		s_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;//Internet地址
		s_addr.sin_port = htons(10086);
		len = sizeof(s_addr);

		//端口复用,解决 address already use问题,一定要放在bind()之前
		setsockopt(socketfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const void*)opt_val, sizeof(opt_val));

		if (bind(socketfd, (struct sockaddr*)&s_addr, len) == -1)
		{
			perror("bind error");
		}

		sleep(1);
		if (listen(socketfd, 10) == -1)//监听，判断   请求队列中的最大连接数为10
		{
			perror("listen error");
		}
		cout << "ready OK" << endl;//网络通道准备好了  

		bzero(&epollEvent, sizeof(epollEvent));
		//绑定当前准备好的socketfd（可用网络对象）
		epollEvent.data.fd = socketfd;
		//绑定事件为客户端接入事件
		epollEvent.events = EPOLLIN;
		//创建epoll
		epollfd = epoll_create(5);
		//将已经准备好的网络描述符添加到epoll事件队列中
		epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, socketfd, &epollEvent);

		while (1)
		{
			epollwaitfd = epoll_wait(epollfd, epollEventArry, 5, -1);
			cout << "epollwaitfd = " << epollwaitfd << endl;;
			if (epollwaitfd < 0)
			{
				perror("epoll_wait error");
			}

			for (int i = 0; i < epollwaitfd; i++)
			{
				if (epollEventArry[i].data.fd == socketfd)
				{
					cout << "The network starts working and waits for the client to go online" << endl;
					acceptfd = accept(socketfd, NULL, NULL);
					cout << "acceptfd=" << acceptfd << endl;
					epollEvent.data.fd = acceptfd;
					epollEvent.events = EPOLLIN;
					epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_ADD, acceptfd, &epollEvent);
				}
				else if (epollEventArry[i].events & EPOLLIN)//判断第i个文件描述符是否就绪
				{//只需要将输出数组中的元素的events数据成员与我们关心的事件就行&操作，
				 //结果大于0，则代表该事件已就绪
					bzero(buf, sizeof(buf));
					int res = read(epollEventArry[i].data.fd, buf, sizeof(buf));//使用事件队列来的fd，而不是acceptfd
					if (res > 0)//客户端主动下线
					{
						cout << "server accept data-----buf=" << buf << endl;
						cout << "msg=" << buf << endl;
					}
					else if (res <= 0)//异常下线
					{
						cout << "The client is abnormally disconnected" << endl;
						close(epollEventArry[i].data.fd);
						//从epoll中删除客户端描述符
						////此前，不确定epollEvent是否有被改变，因此好习惯在此重置一下epollEvent
						epollEvent.data.fd = epollEvent.data.fd;
						epollEvent.events = EPOLLIN;
						epoll_ctl(epollfd, EPOLL_CTL_DEL, epollEventArry[i].data.fd, &epollEvent);
					}
				}
			}
		}
	}
	return 0;
}

注意：要实现在线聊天，依然需要onlineMap容器存放ID和acceptfd，因为存放在epollEventArray[]中的acceptfd没有与ID有特殊联系，不能通过找到特定的ID反馈消息

面试问题：

总结网络通信框架思路

通信协议的协议的作用是什么

查找资料总结TCP网络通信三次握手和四次挥手