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linux
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lesson39
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serverTcp.cc

#include "util.hpp"
#include "Task.hpp"
#include "ThreadPool.hpp"
#include "daemonize.hpp"

#include <signal.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <pthread.h>

class ServerTcp; // 声明一下ServerTcp

// 大小写转化服务
// TCP && UDP: 支持全双工
void transService(int sock, const std::string &clientIp, uint16_t clientPort)
{
    assert(sock >= 0);
    assert(!clientIp.empty());
    assert(clientPort >= 1024);

    char inbuffer[BUFFER_SIZE];
    while (true)
    {
        ssize_t s = read(sock, inbuffer, sizeof(inbuffer) - 1);
        if (s > 0)
        {
            // read success
            inbuffer[s] = '\0';
            if (strcasecmp(inbuffer, "quit") == 0)
            {
                logMessage(DEBUG, "client quit -- %s[%d]", clientIp.c_str(), clientPort);
                break;
            }
            logMessage(DEBUG, "trans before: %s[%d]>>> %s", clientIp.c_str(), clientPort, inbuffer);
            // 可以进行大小写转化了
            for (int i = 0; i < s; i++)
            {
                if (isalpha(inbuffer[i]) && islower(inbuffer[i]))
                    inbuffer[i] = toupper(inbuffer[i]);
            }
            logMessage(DEBUG, "trans after: %s[%d]>>> %s", clientIp.c_str(), clientPort, inbuffer);

            write(sock, inbuffer, strlen(inbuffer));
        }
        else if (s == 0)
        {
            // pipe: 读端一直在读，写端不写了，并且关闭了写端，读端会如何？s == 0，代表对端关闭
            // s == 0: 代表对方关闭,client 退出
            logMessage(DEBUG, "client quit -- %s[%d]", clientIp.c_str(), clientPort);
            break;
        }
        else
        {
            logMessage(DEBUG, "%s[%d] - read: %s", clientIp.c_str(), clientPort, strerror(errno));
            break;
        }
    }

    // 只要走到这里，一定是client退出了，服务到此结束
    close(sock); // 如果一个进程对应的文件fd，打开了没有被归还，文件描述符泄漏！
    logMessage(DEBUG, "server close %d done", sock);
}

void execCommand(int sock, const std::string &clientIp, uint16_t clientPort)
{
    assert(sock >= 0);
    assert(!clientIp.empty());
    assert(clientPort >= 1024);

    char command[BUFFER_SIZE];
    while (true)
    {
        ssize_t s = read(sock, command, sizeof(command) - 1); //我们认为我们读到的都是字符串
        if (s > 0)
        {
            command[s] = '\0';
            logMessage(DEBUG, "[%s:%d] exec [%s]", clientIp.c_str(), clientPort, command);
            // 考虑安全
            std::string safe = command;
            if ((std::string::npos != safe.find("rm")) || (std::string::npos != safe.find("unlink")))
            {
                break;
            }
            // 我们是以r方式打开的文件，没有写入
            // 所以我们无法通过dup的方式得到对应的结果
            FILE *fp = popen(command, "r");
            if (fp == nullptr)
            {
                logMessage(WARINING, "exec %s failed, beacuse: %s", command, strerror(errno));
                break;
            }
            char line[1024];
            while (fgets(line, sizeof(line) - 1, fp) != nullptr)
            {
                write(sock, line, strlen(line));
            }
            // dup2(fd, 1);
            // dup2(sock, fp->_fileno);
            // fflush(fp);

            pclose(fp);
            logMessage(DEBUG, "[%s:%d] exec [%s] ... done", clientIp.c_str(), clientPort, command);
        }
        else if (s == 0)
        {
            // pipe: 读端一直在读，写端不写了，并且关闭了写端，读端会如何？s == 0，代表对端关闭
            // s == 0: 代表对方关闭,client 退出
            logMessage(DEBUG, "client quit -- %s[%d]", clientIp.c_str(), clientPort);
            break;
        }
        else
        {
            logMessage(DEBUG, "%s[%d] - read: %s", clientIp.c_str(), clientPort, strerror(errno));
            break;
        }
    }

    // 只要走到这里，一定是client退出了，服务到此结束
    close(sock); // 如果一个进程对应的文件fd，打开了没有被归还，文件描述符泄漏！
    logMessage(DEBUG, "server close %d done", sock);
}

class ThreadData
{
public:
    uint16_t clientPort_;
    std::string clinetIp_;
    int sock_;
    ServerTcp *this_;

public:
    ThreadData(uint16_t port, std::string ip, int sock, ServerTcp *ts)
        : clientPort_(port), clinetIp_(ip), sock_(sock), this_(ts)
    {
    }
};

class ServerTcp
{
public:
    ServerTcp(uint16_t port, const std::string &ip = "")
        : port_(port),
          ip_(ip),
          listenSock_(-1),
          tp_(nullptr)
    {
        quit_ = false;
    }
    ~ServerTcp()
    {
        if (listenSock_ >= 0)
            close(listenSock_);
    }

public:
    void init()
    {
        // 1. 创建socket
        listenSock_ = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        if (listenSock_ < 0)
        {
            logMessage(FATAL, "socket: %s", strerror(errno));
            exit(SOCKET_ERR);
        }
        logMessage(DEBUG, "socket: %s, %d", strerror(errno), listenSock_);

        // 2. bind绑定
        // 2.1 填充服务器信息
        struct sockaddr_in local; // 用户栈
        memset(&local, 0, sizeof local);
        local.sin_family = PF_INET;
        local.sin_port = htons(port_);
        ip_.empty() ? (local.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY) : (inet_aton(ip_.c_str(), &local.sin_addr));

        // 2.2 本地socket信息，写入sock_对应的内核区域
        if (bind(listenSock_, (const struct sockaddr *)&local, sizeof local) < 0)
        {
            logMessage(FATAL, "bind: %s", strerror(errno));
            exit(BIND_ERR);
        }
        logMessage(DEBUG, "bind: %s, %d", strerror(errno), listenSock_);

        // 3. 监听socket，为何要监听呢？tcp是面向连接的！
        if (listen(listenSock_, 5 /*后面再说*/) < 0)
        {
            logMessage(FATAL, "listen: %s", strerror(errno));
            exit(LISTEN_ERR);
        }
        logMessage(DEBUG, "listen: %s, %d", strerror(errno), listenSock_);
        // 运行别人来连接你了

        // 4. 加载线程池
        tp_ = ThreadPool<Task>::getInstance();
    }

    // static void *threadRoutine(void *args)
    // {
    //     pthread_detach(pthread_self()); //设置线程分离
    //     ThreadData *td = static_cast<ThreadData *>(args);
    //     td->this_->transService(td->sock_, td->clinetIp_, td->clientPort_);
    //     delete td;
    //     return nullptr;
    // }

    void loop()
    {
        // signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // only Linux
        tp_->start();
        logMessage(DEBUG, "thread pool start success, thread num: %d", tp_->threadNum());
        while (!quit_)
        {
            struct sockaddr_in peer;
            socklen_t len = sizeof(peer);
            // 4. 获取连接, accept 的返回值是一个新的socket fd ？？
            // 4.1 listenSock_: 监听 && 获取新的链接-> sock
            // 4.2 serviceSock: 给用户提供新的socket服务
            int serviceSock = accept(listenSock_, (struct sockaddr *)&peer, &len);
            if(quit_) break;
            if (serviceSock < 0)
            {
                // 获取链接失败
                logMessage(WARINING, "accept: %s[%d]", strerror(errno), serviceSock);
                continue;
            }

            // 4.1 获取客户端基本信息
            uint16_t peerPort = ntohs(peer.sin_port);
            std::string peerIp = inet_ntoa(peer.sin_addr);

            logMessage(DEBUG, "accept: %s | %s[%d], socket fd: %d",
                       strerror(errno), peerIp.c_str(), peerPort, serviceSock);

            // 5 提供服务, echo -> 小写 -> 大写
            // 5.0 v0 版本 -- 单进程 -- 一旦进入transService，主执行流，就无法进行向后执行，只能提供完毕服务之后才能进行accept
            // transService(serviceSock, peerIp, peerPort);

            // 5.1 v1 版本 -- 多进程版本 -- 父进程打开的文件会被子进程继承吗？会的
            // pid_t id = fork();
            // assert(id != -1);
            // if(id == 0)
            // {
            //     close(listenSock_); //建议
            //     //子进程
            //     transService(serviceSock, peerIp, peerPort);
            //     exit(0); // 进入僵尸
            // }
            // // 父进程
            // close(serviceSock); //这一步是一定要做的！

            // 5.1 v1.1 版本 -- 多进程版本  -- 也是可以的
            // 爷爷进程
            // pid_t id = fork();
            // if(id == 0)
            // {
            //     // 爸爸进程
            //     close(listenSock_);//建议
            //     // 又进行了一次fork，让 爸爸进程
            //     if(fork() > 0) exit(0);
            //     // 孙子进程 -- 就没有爸爸 -- 孤儿进程 -- 被系统领养 -- 回收问题就交给了系统来回收
            //     transService(serviceSock, peerIp, peerPort);
            //     exit(0);
            // }
            // // 父进程
            // close(serviceSock); //这一步是一定要做的！
            // // 爸爸进程直接终止，立马得到退出码，释放僵尸进程状态
            // pid_t ret = waitpid(id, nullptr, 0); //就用阻塞式
            // assert(ret > 0);
            // (void)ret;

            // // 5.2 v2 版本 -- 多线程
            // // 这里不需要进行关闭文件描述符吗？？不需要啦
            // // 多线程是会共享文件描述符表的！
            // ThreadData *td = new ThreadData(peerPort, peerIp, serviceSock, this);
            // pthread_t tid;
            // pthread_create(&tid, nullptr, threadRoutine, (void*)td);

            // // 5.3 v3 版本 --- 线程池版本
            // // 5.3.1 构建任务
            // // 5.3 v3.1
            // Task t(serviceSock, peerIp, peerPort, std::bind(&ServerTcp::transService, this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2, std::placeholders::_3));
            // tp_->push(t);

            // // 5.3 v3.2
            // Task t(serviceSock, peerIp, peerPort, transService);
            // tp_->push(t);

            // // 5.3 v3.3
            Task t(serviceSock, peerIp, peerPort, execCommand);
            tp_->push(t);

            // waitpid(); 默认是阻塞等待！WNOHANG
            // 方案1

            // logMessage(DEBUG, "server 提供 service start ...");
            // sleep(1);
        }
    }

    bool quitServer()
    {
        quit_ = true;
    }
private:
    // sock
    int listenSock_;
    // port
    uint16_t port_;
    // ip
    std::string ip_;
    // 引入线程池
    ThreadPool<Task> *tp_;
    // 安全退出
    bool quit_;
};

static void Usage(std::string proc)
{
    std::cerr << "Usage:\n\t" << proc << " port ip" << std::endl;
    std::cerr << "example:\n\t" << proc << " 8080 127.0.0.1\n"
              << std::endl;
}

ServerTcp *svrp = nullptr;

void sigHandler(int signo)
{
    if(signo == 3 && svrp != nullptr) svrp->quitServer();
    logMessage(DEBUG, "server quit save!");
}

// ./ServerTcp local_port local_ip
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2 && argc != 3)
    {
        Usage(argv[0]);
        exit(USAGE_ERR);
    }
    uint16_t port = atoi(argv[1]);
    std::string ip;
    if (argc == 3)
        ip = argv[2];

    daemonize(); // 我们的进程就会成为守护进程
    signal(3, sigHandler);
    Log log;
    log.enable();

    ServerTcp svr(port, ip);
    svr.init();

    svrp = &svr;

    svr.loop();

    return 0;
}