TCP连接的示例分析
小编给大家分享一下TCP连接的示例分析,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!
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1 概述
luat连接相比AT更为简单,只需要简单的配置即可连接,还可以灵活的对数据进行处理。
需要从官网或者github下载luatask的脚本包,或者使用luatoolsv2会自动下载脚本资源,在工具根目录的\resource\8910_script中脚本资源会随官网同步更新,具体版本可能和本文不同,不过功能都是一致的。
文档中用到的API接口见wiki的API章节。
在脚本目录的demo/socket文件夹里有两种示例代码,async是异步socket,sync是同步socket
同步:
同步的思想是:所有的操作都做完,才返回给用户。这样用户在线等待的时间太长,给用户一种卡死了的感觉(就是系统迁移中,点击了迁移,界面就不动了,但是程序还在执行,卡死了的感觉)。这种情况下,用户不能关闭界面,如果关闭了,即迁移程序就中断了。
异步:
将用户请求放入消息队列,并反馈给用户,系统迁移程序已经启动,你可以关闭浏览器了。然后程序再慢慢地去写入数据库去。这就是异步。但是用户没有卡死的感觉,会告诉你,你的请求系统已经响应了。你可以关闭界面了。
同步和异步本身是相对的
同步就相当于是 当客户端发送请求给服务端,在等待服务端响应的请求时,客户端不做其他的事情。当服务端做完了才返回到客户端。这样的话客户端需要一直等待。用户使用起来会有不友好。
异步就是,当客户端发送给服务端请求时,在等待服务端响应的时候,客户端可以做其他的事情,这样节约了时间,提高了效率。
存在就有其道理 异步虽然好 但是有些问题是要用同步用来解决,比如有些东西我们需要的是拿到返回的数据在进行操作的。这些是异步所无法解决的。
所以请根据实际需求选择。
2 API说明
2.1 连接服务器
luat的socket操作是一个面向对象的操作所以首先使用socket.tcp(ssl, cert)创建一个对象
传入值类型 | 释义 |
---|---|
bool | 可选参数,默认为nil ,ssl,是否为ssl连接,true表示是,其余表示否 |
table | 可选参数,默认为nil ,cert,ssl连接需要的证书配置,只有ssl参数为true时,才参数才有意义,cert格式如下: { caCert = "ca.crt", --CA证书文件(Base64编码 X.509格式),如果存在此参数,则表示客户端会对服务器的证书进行校验;不存在则不校验 clientCert = "client.crt", --客户端证书文件(Base64编码 X.509格式),服务器对客户端的证书进行校验时会用到此参数 clientKey = "client.key", --客户端私钥文件(Base64编码 X.509格式) clientPassword = "123456", --客户端证书文件密码[可选] } |
c = socket.tcp()成功则c就是新建的对象。
然后使用mt:connect(address, port, timeout)连接服务器
参数
传入值类型 | 释义 |
---|---|
string | address 服务器地址,支持ip和域名 |
param | port string或者number类型,服务器端口 |
number | 可选参数,默认为120 ,timeout 可选参数,连接超时时间,单位秒 |
返回值
bool result true - 成功,false - 失败 string ,id '0' -- '8' ,返回通道ID编号
mt:表示对象,也就是我们前面通过socket.tcp()新建的c
使用c:connect()即可连接服务器。
2.2 接收数据
2.2.1 同步方式
同步方式采用mt:recv(timeout, msg, msgNoResume)这个接口阻塞操作,程序运行到这里会进入等待直到满足条件才会退出。
参数
传入值类型 | 释义 |
---|---|
number | 可选参数,默认为0 ,timeout 可选参数,接收超时时间,单位毫秒 |
string | 可选参数,默认为nil ,msg 可选参数,控制socket所在的线程退出recv阻塞状态 |
bool | 可选参数,默认为nil ,msgNoResume 可选参数,控制socket所在的线程退出recv阻塞状态,false或者nil表示“在recv阻塞状态,收到msg消息,可以退出阻塞状态”,true表示不退出 |
返回值
result 数据接收结果,true表示成功,false表示失败 data 如果成功的话,返回接收到的数据;超时时返回错误为"timeout";msg控制退出时返回msg的字符串 param 如果是msg返回的false,则data的值是msg,param的值是msg的参数
以demo的socket\sync\sendInterruptRecv\testSocket.lua为例,r就是result当退出原因是服务器下发数据时为true,其他情况均为false,s是data,当r是true的时候,data表示参数,当r为false时,data表示退出阻塞的原因,一种是timeout,一种是配置的msg ,当值为msg 的时候,p表示msg携带的参数。
while true do r, s, p = c:recv(120000, "pub_msg") if r then recv_cnt = recv_cnt + #s log.info("这是收到的服务器下发的数据统计:", recv_cnt, "和前30个字节:", s:sub(1, 30)) elseif s == "pub_msg" then send_cnt = send_cnt + #p log.info("这是收到别的线程发来的数据消息!", send_cnt, "和前30个字节", p:sub(1, 30)) if not c:send(p) then break end elseif s == "timeout" then log.info("这是等待超时发送心跳包的显示!") if not c:send("ping") then break end else log.info("这是socket连接错误的显示!") break end end
在连接服务器成功以后,代码进入这个死循环,recv(120000, "pub_msg")里的第一个参数表示最长阻塞时间,这个时间的主要作用是用于心跳维持连接,因为timeout退出阻塞的前提是在这个时间内没有发送和接收数据;第二个参数是控制退出的字符串,其原理类似于sys.subscribe(id, callback)msg就是id,用于订阅来自其他协程的数据,发送数据的方法就是sys.publish(...)触发时rev会退出并携带参数;
2.2.2 异步方式
异步采用mt:asyncRecv()接口接收数据,相对于同步方式,异步的参数及返回值相对简单,使用时无需传递参数,返回值直接就是收到的数据。
2.3 发送数据
2.3.1 同步方式
使用mt:send(data)接口即可发送数据,因为同步方式大多数时间都是阻塞在接收部分的,所以根据前文同步接收数据的说明可以通过配置msg退出阻塞,然后发送数据。可以参考demo做法。在rev配置msg为pub_msg然后通过其他协程使用sys.publish向pub_msg发送数据,退出阻塞以后直接发送。
-- 测试代码,用于发送消息给socket sys.taskInit(function() while not socket.isReady() do sys.wait(2000) end sys.wait(10000) -- 这是演示用sys.publish()发送数据 for i = 1, 10 do sys.publish("pub_msg", string.rep("0123456789", 1024)) sys.wait(500) end end)
2.3.2 异步方式
异步方式也相对简单直接使用mt:asyncSend(data)发送即可。需要说明的一件事是异步方式没有timeout所以心跳需要自己维护或者使用mt:asyncSelect(keepAlive, pingreq)配置心跳时间及内容。
3 luat示例程序
相关实例程序在脚本库的demo\socket文件夹下,包含同步异步以及tcp到串口透传实例。可以根据实际需要选择demo进行研究。
3.1 开机与连接网络
以\script_LuaTask_V2.3.2\demo\socket\sync\sendInterruptRecv目录的demo作为基础进行修改。demo中在开机以后进入正式应用的一开始使用了一个while进行循环阻塞判断。socket.isReady()表示网络连接是否可用,可用即为true,不可以为false。
-- tcp test sys.taskInit(function() local r, s, p local recv_cnt, send_cnt = 0, 0 while true do while not socket.isReady() do sys.wait(1000) end c = socket.tcp() while not c:connect(ip, port) do sys.wait(2000) end
有些情况下可能由于欠费等原因设备socket可能一直不可用,所以可以加一个异常机制,当开机以后socket长时间不可用就重启设备。可以进行如下修改。
--等待网络连接的超时时间 local timeout = 90 -- tcp test sys.taskInit( function() local r, s, p local recv_cnt, send_cnt, con_cnt = 0, 0, 0 while true do while not socket.isReady() do sys.wait(1000) if con_cnt == timeout then sys.restart("网络初始化失败!") end con_cnt = con_cnt + 1 end con_cnt = 0
3.2 连接服务器
我这里使用的windows系统,直接使用网络调试助手作为server,没有的也可以用http://tcplab.openluat.com/测试。
注意:无论2G还是4G模块连接的服务器必须是公网的,局域网ip无法使用 首先通过**socket.tcp()创建一个新的tcp对象,后面的操作都基于这个对象进行。 然后使用c:connect(ip, port)**开始连接,实例程序比较激进如果连接不成功会反复重试,实际项目中可以选择连接多少次不成功进入飞行模式重试。
c = socket.tcp() while not c:connect(ip, port) do sys.wait(2000) end
连接成功以后进入死循环,根据rev的返回条件判断模块所处状态进行业务处理。
3.3 socket发送与接收消息
while true do r, s, p = c:recv(120000, "pub_msg") if r then recv_cnt = recv_cnt + #s log.info("这是收到的服务器下发的数据统计:", recv_cnt, "和前30个字节:", s:sub(1, 30)) elseif s == "pub_msg" then send_cnt = send_cnt + #p log.info("这是收到别的线程发来的数据消息!", send_cnt, "和前30个字节", p:sub(1, 30)) if not c:send(p) then break end elseif s == "timeout" then log.info("这是等待超时发送心跳包的显示!") if not c:send("ping") then break end else log.info("这是socket连接错误的显示!") break end end
当第一个返回值r是true的时候,数据来自服务器。当r非true,s是内部消息,这个消息一是来自socket对象内部的timeout,当timeout成立表示在阻塞的这个时间内无消息收发,那么这时候就需要发送心跳进行保活,心跳包内容可以根据自己需要写;当s为其他的值的时候就可以从其他线程向socket线程传递消息以此达到发送数据的目的,demo使用的是pub_msg,当其他线程通过sys.publish接口向pub_msg发消息的时候socket线程的rev就会退出阻塞,然后根据s判断是来自其他线程的消息进行处理,此时p就代表传递的消息的参数。开发者可以在此次增加消息判断处理不同消息,例如可以根据消息主动退出socket连接。通过其他线程发消息的接口如下面代码
-- 测试代码,用于发送消息给socket sys.taskInit( function() while not socket.isReady() do sys.wait(2000) end sys.wait(10000) -- 这是演示用sys.publish()发送数据 for i = 1, 10 do sys.publish("pub_msg", string.rep("0123456789", 1024)) sys.wait(500) end end )
4 相关资料以及购买链接
SOCKETAPI说明
相关开发板购买链接 Air724UG开发板 Air724 开发板使用说明
5 常见问题
连接服务器失败
服务器必须是公网地址
使用PC上的TCP UDP测试工具客户端、或者mqtt.fx,连接服务器确认一下是否可以连接成功,排除服务器故障
如果连接ssl服务器,确认下core文件是否支持ssl功能(例如2G模块的某些core文件不支持ssl功能)
2G模块不要使用中国联通卡
检查下模块信号、网络注册、网络附着、PDP激活状态
检查下SIM卡是否欠费【4G模块有一种欠费表现:无法注册4G网络,可以注册2G网络】
最多同时支持多少个连接非ssl的socket最多8个连接,ssl的不超过内存即可。
socket异常的情况排查
搜索socket,如果出现socket:connect: core sock conn error或者socket:connect: connect fail,则表示socket连接失败
搜索socket,如果出现send fail则表示发送失败
搜索socket,如果出现socket.rtos.MSG_SOCK_CLOSE_IND则表示socket'被动关闭
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文章题目:TCP连接的示例分析
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