UDP實時發送和接收來自控制計算機的Linux命令

Question

我目前正在使用C++編寫的涉及UDP實時連接的項目。我從控制計算機接收UDP數據包，其中包含用於啓動/停止從IMU讀取數據並將數據發送到控制計算機的無限while循環的命令。

我的問題如下：首先，我使用recvfrom（）和read（）從循環中實現了一個退出條件，但控制計算機每秒發送一個UDP數據包，這是延遲整個循環併發送數據在5ms的期望的時間間隔內是不可能的。

我試圖通過使用fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);並只使用read（），它實際上工作正常，但我不確定這是否是一個明智的想法，因爲我不再檢查錯誤，以解決此問題。有沒有什麼優雅的方式來解決這個問題？我想過使用Pthreads或類似的東西，但是我從來沒有使用線程或並行編程，所以我不得不花一些時間來學習。

我很感激你可以給我的任何建議。

這裏是一個代碼示例：

//include 
... 

int main() { 

RNet cmd;    //RNet: struct that contains all the information of the UDP header and the command 
RNet* pCmd = &cmd; 
ssize_t b; 
int fd2; 
struct sockaddr_in snd; // sender is control computer 
socklen_t length; 

// further declaration of variables, connecting to socket, etc... 
... 

fcntl(fd2, F_SETFL, O_NONBLOCK); 

while (1) 
{ 
    // read messages from control computer 

    if ((b = read(fd2, pCmd, 19)) > 0) { 
     memcpy(&cmd, pCmd, b); 
    } 

    // transmission 

    while (cmd.CLout.MotionCommand == 1) // MotionCommand: 1 - send messages; 0 - do nothing 
    { 
     if(time_elapsed >= 5) // elapsed time in ms 
     { 
      // update sensor values   
      ... 
      //sendto() 
      ... 
      // update control time, timestamp, etc. 
      ... 
     } 

     if (recvfrom(fd2, pCmd, (int)sizeof(pCmd), 0, (struct sockaddr*) &snd, &length) < 0) { 
      perror("error receiving data"); 
      return 0; 
     } 

     // checking Control Model Command 

     if ((b = read(fd2, pCmd, 19)) > 0) { 
      memcpy(&cmd, pCmd, b); 
     } 
    } 
} 

}

Answer 1

我真的很喜歡 「上的多個線程阻塞調用」 的設計。它使您可以擁有獨特的獨立任務，而且您不必擔心每個任務如何幹擾他人。它可能有一些缺點，但它通常很適合許多需求。

要做到這一點，只需使用pthread_create爲每個任務創建一個新線程（您可以保留一個任務的主線程）。在你的情況下，你應該有一個線程來接收命令，另一個發送你的數據。您還需要接收線程通知發送線程的命令。要做到這一點，你可以使用一些同步工具，比如互斥鎖。

總體而言，你應該有你的接收線程阻塞recvfrom，和發送線程等待互斥體的信號（等待被釋放互斥體，技術上）。當接收線程收到一個啓動命令時，它會發出互斥信號並返回recvfrom（可選地，您可以設置一個變量來向其他線程提供更多信息）。

作爲評論，請記住，UDP是一對多的，因此您的代碼會對發送給您的任何數據包（即使是來自某個隨機或惡意主機）作出反應。您可能需要使用recvfrom之後的遠程sockaddr進行過濾，或使用connect + recv。這取決於你想要什麼。