网站字体使用,建设网站所需要什么,实时热搜榜榜单,滨州建设局网站一、问题描述
最近用stmf429单片机作为TCP服务端遇到一个问题#xff0c;就是客户端特别频繁的发送消息#xff0c;过一段时间以后#xff0c;客户端的请求不再被客户端接收到#xff0c;而且服务器端监控的掉线回调函数也不会被调用#xff0c;好像这个连接就凭空的消失…一、问题描述
最近用stmf429单片机作为TCP服务端遇到一个问题就是客户端特别频繁的发送消息过一段时间以后客户端的请求不再被客户端接收到而且服务器端监控的掉线回调函数也不会被调用好像这个连接就凭空的消失了。
二、问题排除
首先我以为是QT的客户端出现问题了因为请求过于频繁所以tcp的发送缓存区满了但是我在发送消息的时候加了缓存区内容判断有内容就不发送还是不管用然后用了串口助手软件以同样速度向单片机发送消息过不了多久也就失去连接了所以排除了客户端的问题。确定是单片机服务器端的问题然后我又改了服务器端的返回消息那里也是加发送缓存区的判断同样是不管用最后发现是没有加tcp_recved的原因。 三、 tcp_recved描述
tcp_recved是 lwIPLightweight IP轻量级 TCP/IP 协议栈中用于 TCP 连接的数据接收确认操作的重要函数调用。
1.函数作用
tcp_recved 函数的主要作用是告知 lwIP 协议栈应用程序已经成功处理了指定长度的数据这样 lwIP 可以更新接收窗口的大小允许发送方继续发送更多的数据。在 TCP 协议中接收方会维护一个接收窗口用于告知发送方自己当前能够接收的数据量。当应用程序处理完一部分数据后需要调用 tcp_recved 函数来调整这个窗口大小以保证数据的正常传输。 2.函数原型及参数
void tcp_recved(struct tcp_pcb *tpcb, u16_t len);
参数 tpcb指向 struct tcp_pcb 类型的指针该结构体代表一个 TCP 连接的协议控制块包含了该连接的所有状态信息。len表示应用程序已经成功处理的数据长度单位是字节。 3. 使用场景
在 TCP 服务器或客户端的接收回调函数中当应用程序接收到数据并完成处理后需要调用 tcp_recved 函数。例如在 client_recv_handler 回调函数中当处理完接收到的 pbuf数据包缓冲区中的数据后就会调用该函数。 4.实现原理
更新接收窗口tcp_recved 函数会根据传入的 len 参数更新 TCP 连接的接收窗口大小。接收窗口的大小表示接收方当前还能接收多少字节的数据。当应用程序处理完数据后接收窗口会相应地增大允许发送方发送更多的数据。发送确认信息lwIP 会根据更新后的接收窗口信息向发送方发送确认信息ACK告知发送方可以继续发送的数据范围。 4.示例代码
#include lwip/tcp.h// 接收回调函数
err_t client_recv_handler(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, struct pbuf *p, err_t err)
{if (p ! NULL) {// 处理接收到的数据// 这里可以添加具体的数据处理逻辑如解析数据、存储数据等// ...// 告知 lwIP 已经处理完这些数据tcp_recved(tpcb, p-tot_len);// 释放 pbuf 占用的内存pbuf_free(p);} else if (err ERR_OK) {// 连接关闭处理tcp_close(tpcb);}return ERR_OK;
} 5.注意事项
及时调用在处理完接收到的数据后应及时调用 tcp_recved 函数否则接收窗口不会更新发送方可能会认为接收方没有足够的空间来接收新的数据从而暂停数据发送导致网络性能下降我这次就是因为没有调用这个函数客户端与服务器端频繁通讯出现了连接失效的问题。数据长度准确传入 tcp_recved 函数的 len 参数必须准确表示应用程序已经处理的数据长度否则可能会导致接收窗口大小计算错误影响数据的正常传输。内存管理在调用 tcp_recved 函数后通常需要释放 pbuf 占用的内存避免内存泄漏。可以使用 pbuf_free 函数来释放内存。 四、TCP服务端完整代码
#include tcp_demo.h
extern u8* GETDATA_BUFF8;
extern short *GETDATA_BUFF16;
extern u8 nowtype;extern OS_SEM Gather_SEM;#define TCP_SERVER_PORT 8088 // 定义TCP服务器监听的端口号可按需修改
#define MAX_CONNECTIONS 2 // 最大允许同时连接的客户端数量
#define RX_BUFFER_SIZE 1024 // 接收缓冲区大小// 用于存储客户端连接的结构体数组
struct tcp_pcb *tcp_server_pcbs[MAX_CONNECTIONS];// 用于保护对tcp_server_pcbs数组操作的互斥信号量
OS_SEM tcp_server_pcbs_sem;// 处理客户端连接的函数
err_t client_connection_handler(void *arg, struct tcp_pcb *newpcb, err_t err);
// 处理客户端接收数据的函数
err_t client_recv_handler(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, struct pbuf *p, err_t err);
// 处理客户端发送数据的函数示例中简单回显数据给客户端
err_t client_send_handler(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, u16_t len);
// 处理客户端断开连接的函数
void client_err_handler(void *arg, err_t err);
// TCP服务器任务函数
void tcp_server_task(void *p_arg);//TCP客户端任务
#define TCP_PRIO 7
//任务堆栈大小
#define TCP_STK_SIZE 300
//任务控制块
OS_TCB TcpTaskTCB;
//任务堆栈
CPU_STK TCP_TASK_STK[TCP_STK_SIZE];int close_tcp0;void tcp_server_task(void *p_arg)
{struct tcp_pcb *server_pcb;err_t err;OS_ERR os_err;// 创建一个TCP协议控制块PCB用于服务器端server_pcb tcp_new();if (server_pcb NULL){printf(Error creating TCP PCB\n);return;}// 绑定服务器的IP地址和端口号err tcp_bind(server_pcb, IP_ADDR_ANY, TCP_SERVER_PORT);if (err! ERR_OK){printf(Error binding TCP socket: %d\n, err);tcp_close(server_pcb);return;}// 将服务器PCB设置为监听状态等待客户端连接server_pcb tcp_listen(server_pcb);if (server_pcb NULL){printf(Error listening for connections\n);tcp_close(server_pcb);return;}// 设置接受客户端连接的回调函数tcp_accept(server_pcb, client_connection_handler);while (1){// 任务可以在这里进行适当的阻塞等待避免过度占用CPU资源OSTimeDlyHMSM(0,0,0,100,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,os_err); //延时100ms}
}err_t client_connection_handler(void *arg, struct tcp_pcb *newpcb, err_t err)
{OS_ERR os_err;int client_index;if (err! ERR_OK){return err;}// 获取互斥信号量保护对tcp_server_pcbs数组的访问OSSemPend(tcp_server_pcbs_sem,0,OS_OPT_PEND_BLOCKING,0,os_err); //请求信号量if(tcp_server_pcbs[close_tcp]!NULL){tcp_close(tcp_server_pcbs[close_tcp]);}tcp_server_pcbs[close_tcp]newpcb;if(close_tcp0){close_tcp1;}else{close_tcp0;}// 设置接收、发送和错误处理的回调函数tcp_recv(newpcb, client_recv_handler);tcp_sent(newpcb, client_send_handler);tcp_err(newpcb, client_err_handler);OSSemPost(tcp_server_pcbs_sem, OS_OPT_POST_1, os_err);return ERR_OK;
}err_t client_recv_handler(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, struct pbuf *p, err_t err)
{OS_ERR os_err;if (err ERR_OK p! NULL){// 将接收到的pbuf数据复制到本地缓冲区这里简单示例可优化/**char rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE];int copied_bytes 0;struct pbuf *q p;while (q! NULL){int bytes_to_copy (q-len (RX_BUFFER_SIZE - copied_bytes))? q-len : (RX_BUFFER_SIZE - copied_bytes);memcpy(rx_buffer[copied_bytes], q-payload, bytes_to_copy);copied_bytes bytes_to_copy;q q-next;}**/// 这里可以对接收到的数据进行处理比如根据协议解析等现在简单回显数据给客户端//tcp_write(tpcb, rx_buffer, copied_bytes, TCP_WRITE_FLAG_COPY);//tcp_output(tpcb);OSSemPend(Gather_SEM,0,OS_OPT_PEND_BLOCKING,0,os_err); //请求信号量u16_t free_space tcp_sndbuf(tpcb);if (free_space 1441) {// 缓冲区有足够空间写入数据tcp_write(tpcb, GETDATA_BUFF8, 1441, TCP_WRITE_FLAG_COPY);tcp_output(tpcb);} else {// 缓冲区空间不足进行相应处理如等待或丢弃数据// 这里简单打印提示信息printf(Send buffer is not enough!\n);}OSSemPost (Gather_SEM,OS_OPT_POST_1,os_err); //发送信号量// 释放接收到的pbuf内存tcp_recved(tpcb, p-tot_len);pbuf_free(p);}else if (err ERR_OK p NULL){OSSemPend(tcp_server_pcbs_sem,0,OS_OPT_PEND_BLOCKING,0,os_err); //请求信号量// 客户端关闭了连接正常处理for (int i 0; i MAX_CONNECTIONS; i){if (tcp_server_pcbs[i] tpcb){tcp_server_pcbs[i] NULL;break;}}OSSemPost(tcp_server_pcbs_sem, OS_OPT_POST_1, os_err);tcp_close(tpcb);}else{// 出现错误情况关闭连接tcp_close(tpcb);}return ERR_OK;
}err_t client_send_handler(void *arg, struct tcp_pcb *tpcb, u16_t len)
{// 这里可以根据实际发送情况做一些后续处理当前示例只是简单回显无需额外操作return ERR_OK;
}void client_err_handler(void *arg, err_t err)
{struct tcp_pcb *tpcb (struct tcp_pcb *)arg;OS_ERR os_err;// 获取互斥信号量保护对tcp_server_pcbs数组的访问OSSemPend(tcp_server_pcbs_sem,0,OS_OPT_PEND_BLOCKING,0,os_err); //请求信号量for (int i 0; i MAX_CONNECTIONS; i){if (tcp_server_pcbs[i] tpcb){tcp_server_pcbs[i] NULL;break;}}OSSemPost(tcp_server_pcbs_sem, OS_OPT_POST_1, os_err);tcp_close(tpcb);
}//创建TCP线程
//返回值:0 TCP创建成功
// 其他 TCP创建失败
u8 tcp_demo_init(void)
{OS_ERR err;CPU_SR_ALLOC();OS_CRITICAL_ENTER();//进入临界区//创建TCP任务OSTaskCreate((OS_TCB * )TcpTaskTCB, (CPU_CHAR * )tcp task, (OS_TASK_PTR )tcp_server_task, (void * )0, (OS_PRIO )TCP_PRIO, (CPU_STK * )TCP_TASK_STK[0], (CPU_STK_SIZE)TCP_STK_SIZE/10, (CPU_STK_SIZE)TCP_STK_SIZE, (OS_MSG_QTY )0, (OS_TICK )0, (void * )0, (OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR,(OS_ERR * )err);OS_CRITICAL_EXIT(); //退出临界区return err;
} 1. 全局变量和宏定义
端口和连接相关 TCP_SERVER_PORT定义了 TCP 服务器监听的端口号这里设为 8088。MAX_CONNECTIONS规定了服务器最大允许同时连接的客户端数量为 2。RX_BUFFER_SIZE设置了接收缓冲区的大小为 1024 字节。 客户端连接数组和信号量 tcp_server_pcbs是一个用于存储客户端连接的 struct tcp_pcb 类型的数组长度为 MAX_CONNECTIONS。tcp_server_pcbs_sem用于保护对 tcp_server_pcbs 数组操作的互斥信号量。 其他外部变量GETDATA_BUFF8、GETDATA_BUFF16、nowtype 是外部定义的变量Gather_SEM 是一个外部信号量。 2. 函数声明
声明了多个处理 TCP 连接、数据接收、发送、错误处理以及服务器任务的函数具体如下
client_connection_handler处理客户端连接请求。client_recv_handler处理客户端发送的数据。client_send_handler处理数据发送完成后的操作。client_err_handler处理连接错误。tcp_server_taskTCP 服务器的主任务函数。 3. TCP 服务器任务函数 tcp_server_task
创建和绑定 PCB使用 tcp_new() 创建一个 TCP 协议控制块PCB并通过 tcp_bind() 将其绑定到指定的 IP 地址IP_ADDR_ANY 表示监听所有可用的 IP 地址和端口号。监听连接调用 tcp_listen() 将服务器 PCB 设置为监听状态等待客户端连接。设置回调函数使用 tcp_accept() 设置接受客户端连接的回调函数为 client_connection_handler。任务循环在一个无限循环中使用 OSTimeDlyHMSM() 函数进行 100ms 的延时避免任务过度占用 CPU 资源。 4. 客户端连接处理函数 client_connection_handler
错误检查检查连接是否存在错误若有则直接返回错误码。管理连接数组获取互斥信号量 tcp_server_pcbs_sem保护对 tcp_server_pcbs 数组的访问。如果数组中已有连接关闭该连接然后将新的连接添加到数组中。设置回调函数为新的客户端连接设置接收、发送和错误处理的回调函数分别为 client_recv_handler、client_send_handler 和 client_err_handler。释放信号量操作完成后释放互斥信号量。 5. 客户端数据接收处理函数 client_recv_handler
正常接收数据当接收到数据err ERR_OK p ! NULL时先获取 Gather_SEM 信号量检查发送缓冲区是否有足够空间。若空间足够将 GETDATA_BUFF8 中的 1441 字节数据写入发送缓冲区并尝试发送若空间不足打印提示信息。处理完后释放 Gather_SEM 信号量调用 tcp_recved() 告知 lwIP 已处理的数据长度并释放接收到的 pbuf 内存。客户端关闭连接当客户端关闭连接err ERR_OK p NULL时获取 tcp_server_pcbs_sem 信号量从 tcp_server_pcbs 数组中移除该连接然后释放信号量并关闭连接。错误处理若出现其他错误情况直接关闭连接。 6. 客户端数据发送处理函数 client_send_handler
该函数目前只是简单返回 ERR_OK可根据实际发送情况添加后续处理逻辑。 7. 客户端连接错误处理函数 client_err_handler
获取 tcp_server_pcbs_sem 信号量从 tcp_server_pcbs 数组中移除出现错误的连接释放信号量并关闭连接。 8. TCP 任务创建函数 tcp_demo_init
使用 uC/OS-II 的 OSTaskCreate() 函数创建 tcp_server_task 任务指定任务的优先级、堆栈等参数。如果任务创建成功返回 0否则返回相应的错误码。
