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使用c语言实现传输的流量控制

web 2025/7/4 20:51:05

在linux 环境下，利用令牌实现文件的的读取，并把相应的内容写入终端。

在这个过程中通过令牌的机制来实现流量的控制，并且在程序执行的过程中要考虑到执行过程中被打断的情况，同时不能使得数据出现丢失

main.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <signal.h>
#include "sig_token.h"
#define CPS 10 //每隔一秒钟可以获得10个字符的传输权限，定义每个token每次传输一个字符。
#define BURST 100//令牌中最多可以有100个字符
#define MAXSIZE 5 //自己对传输的需要，这里为5个字符
int main(int argc,char **argv){char buff[MAXSIZE];if(argc < 2){fprintf(stderr,"usage...");exit(1);}int sfd,ret,len,path=0,size;mtoken *mytoken;sfd = open(argv[1],O_RDONLY);if(sfd < 0){exit(1);}mytoken = mytoken_init(CPS,BURST);//初始化mytoken cps=10 brust=100,token=0 if(mytoken == NULL){exit(1);}while(1){size = mytoken_fetch(mytoken,MAXSIZE);//申请token，准备传输数据。if(size < 0){exit(0);}len = read(sfd,buff,size);//在获得相应的令牌之后，读取相应的字符个数if(len < 0){break;}if(len == 0){break;}if(size - len > 0){mytoken_return(mytoken,size-len);}path = 0;while(len>0){ret = write(1,buff+path,len);//写入终端if(ret < 0){break;}len -= ret;//为了防止某些中断打断了向终端写入数据，而产生的数据丢失，这样数据必须传输完。path+=ret;}}close(sfd);mytoken_destory(mytoken);}

sig_token.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "sig_token.h"
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
static sighandler_t sighandler_save;
#define MTOKEN_MAX 1024
//为了不让用户看到我的数据结构，我把mtoken定义在 .c 文件中
struct mtoken{int cps;//每个信号的到来，就+10int burst;//最多到100int token;//令牌数int pos;//记录该mtoken在job中的位置
};
static int init=0;
static struct mtoken* job[MTOKEN_MAX];//假设最多可以又1024个mtoken
static int get_index(void){//该函数用于获得malloc到的mtoken需要存在的位置int i;for(i=0;i<MTOKEN_MAX;i++){if(job[i] == NULL){return i;}}return -1;
}
static void signal_handler(int s){//信号相应函数alarm(1);int i;for(i=0;i<MTOKEN_MAX;i++){if(job[i] != NULL){job[i]->token +=job[i]->cps;if(job[i]->token >job[i]->burst){job[i]->token = job[i]->burst;}}}
}
static void module_unload(void){//在module_load函数发生故障的时候，调用，用于free掉存放mtoken 的指针数组jobsignal(SIGALRM,sighandler_save);alarm(0);int i;for(i=0;i<MTOKEN_MAX;i++){free(job[i]);}
}
static void module_load(void){//发信号的函数，sighandler_save = signal(SIGALRM,signal_handler);alarm(1);init = 1;atexit(module_unload);
}mtoken *mytoken_init(int cps,int burst){struct mtoken * me;int pos;//为了这个过程中调用mytoken_init 函数只会发生一次module（防止alarm冲突）设置一个全局变量init来管控if(!init){module_load();}pos = get_index();if(pos < 0){return NULL;}me = malloc(sizeof(*me));if(me == NULL){return me;}me->cps = cps;me->burst = burst;me->token = 0;me->pos = pos;job[pos] = me;return me;
}
int mytoken_return(mtoken *mytoken,int size){//归还token的函数，在实际使用token，比申请的少的时候struct mtoken *metoken = mytoken;if(size <= 0){return -EINVAL;}metoken->token +=size;if(metoken->token > metoken->burst){metoken->token = metoken->burst;}return 0;
}
int mytoken_fetch(mtoken *mytoken,int size){//申请每次能够传输的字符数，struct mtoken *metoken = mytoken;while(!metoken->token){pause();}if(metoken->token >=size){metoken->token -= size;return size;}else{size = metoken->token;metoken->token = 0;return size;}}
int mytoken_destory(mtoken *ptr){//释放mtokenstruct mtoken *metoken = ptr;job[metoken->pos] = NULL;free(ptr);printf("free\n");return 0;
}

sig_token.h

#ifndef SIG_TOKEN_H__
#define SIG_TOKEN_H__
typedef void mtoken;mtoken *mytoken_init(int cps,int burst);
int mytoken_fetch(mtoken *,int);
int mytoken_return(mtoken *,int);
int mytoken_destory(mtoken*);
#endif

使用signal+alarm函数是不安全的（在程序的执行过程中，如果我从终端发送while true ；kill -ALRM **进程号**；done，会使得流量控制失效），所以我使用sigsaction +setitimer函数代替，改进了程序，使得程序只接受内核的时间，通过内核的发送的信号进行流量控制。

程序如下（只要改sig_token.c）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "sig_token.h"
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
// typedef void (*sighandler_t)(int);
// static sighandler_t sighandler_save;
static struct sigaction sigaction_save;
#define MTOKEN_MAX 1024
//为了不让用户看到我的数据结构，我把mtoken定义在 .c 文件中
struct mtoken{int cps;//每个信号的到来，就+10int burst;//最多到100int token;//令牌数int pos;//记录该mtoken在job中的位置
};
static int init=0;
static struct mtoken* job[MTOKEN_MAX];//假设最多可以又1024个mtoken
static int get_index(void){//该函数用于获得malloc到的mtoken需要存在的位置int i;for(i=0;i<MTOKEN_MAX;i++){if(job[i] == NULL){return i;}}return -1;
}
static void sigaction_handler(int s,siginfo_t *info,void *nouse){//信号相应函数if(info->si_code !=SI_KERNEL)return ;struct itimerval itv;itv.it_interval.tv_sec = 1;itv.it_interval.tv_usec = 0;itv.it_value.tv_sec = 1;itv.it_value.tv_usec = 0;setitimer(ITIMER_REAL,&itv,NULL);int i;for(i=0;i<MTOKEN_MAX;i++){if(job[i] != NULL){job[i]->token +=job[i]->cps;if(job[i]->token >job[i]->burst){job[i]->token = job[i]->burst;}}}
}
static void module_unload(void){//在module_load函数发生故障的时候，调用，用于free掉存放mtoken 的指针数组job// signal(SIGALRM,sighandler_save);// alarm(0);// struct sigaction sa;// sigemptyset(&sa.sa_mask);// sa.sa_sigaction = sigaction_handler;// sa.sa_flags = SA_SIGINFO;sigaction(SIGALRM,&sigaction_save,NULL);struct itimerval itv;itv.it_interval.tv_sec = 0;itv.it_interval.tv_usec = 0;itv.it_value.tv_sec = 0;itv.it_value.tv_usec = 0;setitimer(ITIMER_REAL,&itv,NULL);int i;for(i=0;i<MTOKEN_MAX;i++){free(job[i]);}
}
static void module_load(void){//发信号的函数，//sighandler_save = signal(SIGALRM,signal_handler);//alarm(1);struct sigaction sa;sigemptyset(&sa.sa_mask);sa.sa_sigaction = sigaction_handler;sa.sa_flags = SA_SIGINFO;sigaction(SIGALRM,&sa,&sigaction_save);struct itimerval itv;itv.it_interval.tv_sec = 1;itv.it_interval.tv_usec = 0;itv.it_value.tv_sec = 1;itv.it_value.tv_usec = 0;setitimer(ITIMER_REAL,&itv,NULL);init = 1;atexit(module_unload);
}mtoken *mytoken_init(int cps,int burst){struct mtoken * me;int pos;//为了这个过程中调用mytoken_init 函数只会发生一次module（防止alarm冲突）设置一个全局变量init来管控if(!init){module_load();}pos = get_index();if(pos < 0){return NULL;}me = malloc(sizeof(*me));if(me == NULL){return me;}me->cps = cps;me->burst = burst;me->token = 0;me->pos = pos;job[pos] = me;return me;
}
int mytoken_return(mtoken *mytoken,int size){//归还token的函数，在实际使用token，比申请的少的时候struct mtoken *metoken = mytoken;if(size <= 0){return -EINVAL;}metoken->token +=size;if(metoken->token > metoken->burst){metoken->token = metoken->burst;}return 0;
}
int mytoken_fetch(mtoken *mytoken,int size){//申请每次能够传输的字符数，struct mtoken *metoken = mytoken;while(!metoken->token){pause();}if(metoken->token >=size){metoken->token -= size;return size;}else{size = metoken->token;metoken->token = 0;return size;}}
int mytoken_destory(mtoken *ptr){//释放mtokenstruct mtoken *metoken = ptr;job[metoken->pos] = NULL;free(ptr);printf("free\n");return 0;
}

写的没有那么详细,请见谅，如有疑问欢迎留言或者邮件755465928@qq.com.

http://www.xdnf.cn/news/11280.html

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