ART-PI之UDP非阻塞客户端

服务端控制客户端的小电机(PWM 方式)

客户端： ART-PI，向服务端发送天气信息和客户端状态，消息格式s:%d;v:%d;n:%d;l:%s

服务端：自制Python服务端，端口绑定8887，发送电机控制命令  60/61/62/63/64  (hex 0x36 0x30...)

遇到的问题：虽然使用的是UDP 连接， 默认状态下recvfrom是阻塞的， 如果服务端没有发送指令，socket并没有收到数据，客户端任务阻塞等待在这个接收函数。

如果这个任务还有其他任务要求，比如发送状态，那就成了问题。那么，是否有一种方法为UDP的RECV设置超时。

方法一：设置socket超时时间， timeout后， 读取recvfrom的返回值，判断状态并继续loop

 struct timeval tv_out;
 tv_out.tv_sec = 3;
 tv_out.tv_usec  = 0;
 setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv_out,izeof(tv_out));

方法二：使用select实现非阻塞通讯

/*
 int select(int maxfdp1, fd_set* readset, fd_set* writeset, fd_set* exceptset, const struct timeval* timeout)

 返回值：就绪描述符的数目，超时返回0，出错返回 - 1
*/

/*
 参数列表：
 int maxfdp是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1，不能错！
 fd_set* readfds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的读变化的，即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了，如果这个集合中有一个文件可读，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可读，如果没有可读的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的读变化。
 d_set* writefds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的写变化的，即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了，如果这个集合中有一个文件可写，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可写，如果没有可写的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0,若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的写变化。
 fd_set* errorfds同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常。
 struct timeval* timeout是select的超时时间，这个参数至关重要，它可以使select处于三种状态：
 第一，若将NULL以形参传入，即不传入时间结构，就是将select置于阻塞状态，一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止；
 第二，若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管文件描述符是否有变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；
 第三，timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即 select在timeout时间内阻塞，超时时间之内有事件到来就返回了，否则在超时后不管怎样一定返回，返回值同上述。
 * /

/*
      说明两个结构体：

      第一，struct fd_set可以理解为一个集合，这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor)，即文件句柄，这可以是我们所说的普通意义的文件，当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式，全部包括在内，所以毫无疑问一个socket就是一个文件，socket句柄就是一个文件描述符。fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作。比如清空集合 FD_ZERO(fd_set*)，将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int, fd_set*)，将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int, fd_set*)，检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int, fd_set*)。
      第二，struct timeval是一个大家常用的结构，用来代表时间值，有两个成员，一个是秒数，另一个是毫秒数。
 */

void udp_demo(void)
{
     int ret;
    int sock = -1;
    struct hostent *host;
    struct sockaddr_in server_addr, local_addr;
    int bytes_received;
    char *recv_data;
    fd_set readset;
    int maxfdp1,i;

    int state = 0;
    int sn = 0;
    char sl[1024] = {0};
    int vol = 0;
    char buff[128] = {0};
    char ip_addr_buf[64];
    recv_data = rt_calloc(1, TEST_BUFSZ);
    if (recv_data == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("calloc failed. No memory!");
        return;
    }
   // rt_thread_mdelay(5000);
   //udp 收发的一些心得
   //https://www.cnblogs.com/wf-skylark/p/9008138.html
    /* 创建一个socket，类型是SOCK_DGRAM，UDP类型 */
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1)
    {
        rt_kprintf("Socket error\n");
        return;
    }
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(udp_remote_port);
    server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(udp_remote_ip);
    rt_kprintf("ip: %s, port: %d \n",udp_remote_ip, udp_remote_port);
    if ((ret = connect(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr))) < 0)
    {
        LOG_E("Connect <%d> fail! ret:%d", sock, ret);
        goto __exit;
    }

    LOG_I("connect  success\n");
    //https://blog.csdn.net/songjun007/article/details/119987087
    //udp receive timeout
   struct timeval tv_out;
   tv_out.tv_sec = 3;
   tv_out.tv_usec  = 0;
   // setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &tv_out, sizeof(tv_out));
   struct timeval tv;                    //设置select 超时时间
   tv.tv_sec = 3;
   tv.tv_usec =0;

   int fromlen =sizeof(struct sockaddr_in);
   while(1)
   {
       //rt_thread_mdelay(20);
       wifi_audio_infor(&state, &sn, &vol,sl);
       rt_sprintf(req_data, "s:%d;v:%d;n:%d;l:%s", state, vol, sn,sl);
       // ret = send(sock, req_data, strlen(req_data), 0);
       LOG_I("send: %s \n",req_data );
       sendto(sock, req_data, strlen(req_data), 0, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
       rt_thread_mdelay(2);
       LOG_I("select");
       FD_ZERO(&readset);                                //清除这个集合
       FD_SET(sock,&readset);                            //增加网络描述符
       i = select(sock+1, &readset,0,0,&tv);
       if(i < 0)
       {
          LOG_I("select error \n ");
       }
       else if( i ==0 )
       {
           LOG_I("time out \n ");      //等于零代表超时
       }
        else if (i > 0)
       {
         //bytes_received = recv(sock, recv_data, TEST_BUFSZ - 1, 0); //等待收取数据
         //检测套接字的文件描述符是否在该集合中可读写
         if(FD_ISSET(sock,&readset))
         {
            bytes_received = recvfrom(sock, recv_data, TEST_BUFSZ - 1, 0, (struct sockaddr *)&server_addr,&fromlen);
            if (bytes_received < 0)
           {
             LOG_I("no receive, socket <%d>.", sock);
            // goto __exit;
            }
         else {

            recv_data[bytes_received] = '\0' ;
            LOG_I("\n(%s,%d) say:", inet_ntoa(server_addr.sin_addr),ntohs(server_addr.sin_port));
            LOG_I("recv data: %s \n", recv_data);
            process_server_data(recv_data);
            }
        }
       }


   }
__exit:
   LOG_I(" @@ exit \r\n");
    if (recv_data)
        rt_free(recv_data);

    if (sock >= 0)
    {
        closesocket(sock);
        sock = -1;
    }
}

发现ulog用起来蛮舒服的，几个MSH常用命令来设置日志级别、标签、输出关键字、过滤器。相信以后调试一定还要用。.

ulog_lvl 0 

ulog_lvl 7
ulog_lvl 4
ulog_tag udp
ulog_kw wifi
ulog_filter 
ulog_flush

总结：

 对于UDP而言，服务器也不知道客户端的状态（面向非连接，没有连接这个东西，因此只剩下判断那个客户端句柄需要收数据）。

“大多数情况下，TCP服务器是并发的，UDP的服务器是迭代的“。人说，UDP没有必要使用多路复用。

这个例子也只是起到了超时控制的作用，就当做以后TCP服务端编程做个练习实验吧。