C++与Python之间跨进程通信(socket实现)_通过socket实现python和c++数据传输-程序员宅基地

技术标签: 服务器相关  python  rpc  多线程  socket  

C++与Python之间跨进程通信(socket实现)

1.引言

之前写过一篇Python调用C++程序的实现方法,这里相反,希望使用Python协助C++完成某些任务。一种解决思路为实现RPC调用,使用C++端(以下称客户端)发送数据,Python端(以下称服务端)处理数据并返回的方法,进一步来说,转换为C++与Python之间通信的问题。

2.实现思路

因为客户端可能希望使用的函数多种多样,这里为了保证灵活,服务端与客户端均写成框架的形式(取名CPhone),在实际使用的过程中,可以方便服务端即时自定义函数,客户端灵活调用。服务端文件结构如下:
在这里插入图片描述
包CPhone为服务器框架,在实际使用的时候只需编写test.py文件中的内容(定义函数)即可。
客户端:
在这里插入图片描述
使用的时候,通过callPyFun()函数调用即可。
为了统一数据格式,在服务端使用numpy的ndarray数据类型,在客户端使用opencv的mat数据类型。

3. 具体代码

(1)Python服务端

CPhone/__init__.py

import numpy as np
import socket
from datetime import datetime
from threading import Thread
import time
import os
from operator import methodcaller


class CPhone:
    def __init__(self):
        self.g_conn_pool = []
        self.server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        self.thread = Thread(target=self._accept_client) #主线程
        self.thread.setDaemon(True)

    def run(self,ip="localhost",port=8888,max_n=0):
        self.server.bind((ip, port))
        self.server.listen(max_n)
        self.thread.start()

        log = """--------------------------\n--------------------------
%s\t\n(ip=%s,port=%d)\n\tstart listening...
"""% (str(datetime.now()), ip, port)
        if os.path.exists('./log.txt'):
            with open('./log.txt','a',encoding='utf-8') as fo:
                fo.write(log)
        else:
            with open('./log.txt','w',encoding='utf-8') as fo:
                fo.write(log)
        print(log)
        while True:
            cmd = input("""--------------------------
    输入1:查看当前在线人数
    输入0:关闭服务器
--------------------------
""")
            if cmd == '1':
                print("--------------------------")
                print("当前在线人数:\n", len(self.g_conn_pool))
            elif cmd == '0':
                exit()

    def _data_handle(self,client,address): #此函数主要用于解析数据,调用函数处理,并将结构序列化为字符串
        func_name,mat = self._recvall(client)
        #cv2.imwrite('xx.jpg', mat)

        return_data = methodcaller(func_name,mat)(self)

        shape_str = [str(i) for i in return_data.shape]
        shape_str = ','.join(shape_str)
        data_str = str(return_data.reshape(-1).tolist()).replace(' ', '').replace('[', ',').replace(']', ',')
        shape_str = ',%s,%d,' % (shape_str, len(data_str))
        self._sendall(client, shape_str, data_str)
        time.sleep(2)
        client.close()
        self.g_conn_pool.remove(client)
        log = ('%s\t用户(ip:%s port:%d)\t已下线\n'% (str(datetime.now()),address[0], address[1]))
        with open('./log.txt', 'a',encoding='utf-8') as fo:
            fo.write(log)
        print(log)
'''
为了解决C++栈溢出的问题,在发送和接受数据的时候均循环传输。
发送数据时先发送头信息,主要储存数据的shape,调用的函数名等。
'''

    def _recvall(self,sock):
        header = sock.recv(20)
        header = str(header).split('\\',1)[0].replace("b'",'')
        func_name,channels,height,width = header.split(',')
        channels,height,width = int(channels),int(height),int(width)
        count = channels*height*width
        buf = b''
        while count:
            newbuf = sock.recv(count)
            if not newbuf: return None
            buf += newbuf
            count -= len(newbuf)
        data = np.frombuffer(buf, dtype='uint8')
        mat = data.reshape(height, width, channels)
        return func_name,mat

    def _sendall(self,sock,header_str,data_str):
        sock.send(bytes(header_str, encoding="ascii"))
        data_bt = bytes(data_str, encoding="ascii")
        total = len(data_str)
        sended = 0
        while sended<total:
            send = min(total-sended,128*128*3)
            sock.send(data_bt[sended:sended+send])
            sended += send

    def _accept_client(self): #此函数用于接收客户端的链接请求,并为其开启一个线程
        while True:
            client, address = self.server.accept()  # 阻塞,等待客户端连接
            # 加入连接池
            self.g_conn_pool.append(client)
            log = ('%s\t用户(ip:%s port:%d)\t已上线\n' % (str(datetime.now()), address[0], address[1]))
            with open('./log.txt','a',encoding='utf-8') as fo:
                fo.write(log)
            print(log)
            # 给每个客户端创建一个独立的线程进行管理
            thread = Thread(target=self._data_handle, args=(client,address))
            # 设置成守护线程
            thread.setDaemon(True)
            thread.start()


实际使用过程中,需进行如下操作
test.py

from CPhone import CPhone
import numpy as np
import torchvision.transforms as transforms


class MyCPhone(CPhone): #继承CPhone
    def normalize(self,mat): #这里定义一个归一化函数测试
        transform = transforms.Compose([
            transforms.ToTensor(),
            transforms.Normalize(
                mean=np.array([0.5, 0.5, 0.5]),
                std=np.array([0.5, 0.5, 0.5])),
        ])
        remat = transform(mat).numpy()
        return remat

    def mean(self,mat): #这里定义一个求均值函数测试
        remat = np.mean(mat)
        remat = np.array([remat])
        return remat


if __name__ == '__main__':
    test = MyCPhone()
    test.run() #开启服务

(2)C++客户端

client.cpp

#include <stdio.h>  
#include <Winsock2.h>  
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#pragma warning(disable:4996)
#include <iostream>
#include <opencv.hpp>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <vector>
#define BuffSize 1024
#define MaxReceive 256*256*3

class CPhone
{
    
private:
	WORD wVersionRequested;
	WSADATA wsaData;
	int err;
	SOCKET sockClient;
	SOCKADDR_IN addrSrv;
	int sec;
public:
	CPhone(const char*,int);
	cv::Mat callPyFun(const char*, cv::Mat);
	cv::Mat createMatFromImage(const char*);
};

CPhone::CPhone(const char* ip="127.0.0.1",int port=8888)
{
    
	this->wVersionRequested = MAKEWORD(1, 1);

	this->err = WSAStartup(this->wVersionRequested, &(this->wsaData));
	if (this->err != 0) {
    
		throw "error!";
	}

	if (LOBYTE(this->wsaData.wVersion) != 1 ||
		HIBYTE(this->wsaData.wVersion) != 1) {
    
		WSACleanup();
		throw "error!";
	}
	this->sockClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	this->addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr(ip);
	this->addrSrv.sin_family = AF_INET;
	this->addrSrv.sin_port = htons(port);
	this->sec = connect(this->sockClient, (SOCKADDR*)&this->addrSrv, sizeof(SOCKADDR));
	if (SOCKET_ERROR == this->sec)
	{
    
		throw "error!";
	}
}


cv::Mat CPhone::callPyFun(const char* funName, cv::Mat mat)
{
    
	char* pos = (char*)mat.data;
	int colByte = mat.cols * mat.channels() * sizeof(uchar);
	//cout << mat.size[0];
	char header[30];
	//memcpy(header, &data[], 15);  //buf为储存复制内容的目标数组,sed 为字节数
	sprintf(header, "%s,%d,%d,%d",funName,mat.channels(),mat.size[0],mat.size[1]);
	send(this->sockClient, header, 30, 0);
	for (int i = 0; i < mat.rows; i++)
	{
    
		char* data = (char*)mat.ptr<uchar>(i); //第i行首地址
		int sedNum = 0;
		char buf[BuffSize] = {
     0 };

		//按行拆分,发送数据
		while (sedNum < colByte)
		{
    
			int sed = BuffSize<(colByte - sedNum)?BuffSize: (colByte - sedNum);
			memcpy(buf, &data[sedNum], sed);  //buf为储存复制内容的目标数组,sed 为字节数
			int SendSize = send(this->sockClient, buf, sed, 0);
			if (SOCKET_ERROR == SendSize)
			{
    
				cv::Mat mat;
				return  mat;
			}
			/*else
			cout << SendSize << endl;*/
			sedNum += SendSize;
		}
	}
	char shape_str[40]; //收到的shape的字符串
	
	int ns1 = recv(this->sockClient, shape_str,40, 0); //收到的字符串的长度
	shape_str[ns1] = '\0';
	int shape[6] = {
    0,0,0,0,0,0}; //shape的值
	char temp_num[40];  //当前储存的数字字符
	int isnum = 0; //当前储存了几个字符
	for (int i = 0; i < ns1; i++)
	{
    
		if (shape_str[i]==',')
		{
    
			if (isnum) // 已经储存了字符
			{
    
				temp_num[isnum] = '\0';
				shape[shape[0]+1] = atoi(temp_num);
				shape[0]++;
				isnum = 0;
			}
			else //开始的时候没有储存字符
			{
    
				continue;
			}
		}
		else //数字字符
		{
    
			temp_num[isnum] = shape_str[i];
			isnum++;
		}
	}
	int n_num = 1;
	for (int i = 0; i < shape[0]-1; i++)
	{
    
		n_num *= shape[i + 1];
	}
	int str_len = shape[shape[0]];
	std::vector<double> vet;
	isnum = 0;  //已经储存的字符
	int ns2;
	while (str_len > 0) //循环接收
	{
    
		char* recvBuf = new char[MaxReceive];//收到的数据
		ns2 = recv(this->sockClient, recvBuf, MaxReceive, 0); //返回字符串的长度
		str_len -= ns2;
		recvBuf[ns2] = '\0';
		for (int i = 0; i < ns2; i++)
		{
    
			if (recvBuf[i] == ',') //如果遇到','
			{
    
				if (isnum) //如果已经储存了字符
				{
    
					temp_num[isnum] = '\0';
					vet.push_back(atof(temp_num));
					isnum = 0;
				}
				else //此时为开始的时候
				{
    
					continue;
				}
			}
			else
			{
    
				temp_num[isnum] = recvBuf[i];
				isnum++;
			}
		}
	}
	cv::Mat return_mat = cv::Mat(vet,true);
	switch (shape[0]-1)
	{
    
	case 1:
		return return_mat.reshape(shape[1]).clone();
		break;
	case 2:
		return return_mat.reshape(shape[1],shape[2]).clone();
		break;
	case 3:
		return return_mat.reshape(shape[3],(shape[1], shape[2])).clone();
		break;
	default:
		cv::Mat mat;
		return  mat;
		break;
	}
}

cv::Mat CPhone::createMatFromImage(const char *path)
{
    
	return cv::imread(path, cv::IMREAD_UNCHANGED);
}



int main()
{
    
	CPhone phone;
	cv::Mat img = phone.createMatFromImage("C:\\Users\\Lenovo\\Desktop\\xx.jpg"); //这里读取一张3*640*640的图片
	cv::Mat remat;
	remat = phone.callPyFun("normalize",img).clone(); //参数为调用的函数名,mat数据
	std::cout << remat;
	return 0;
}

使用的时候只需编写main()函数里的代码即可调用。
以下为对两个函数调用的返回结果
mean
在这里插入图片描述

normalize:
在这里插入图片描述

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/CYS_zxcvbnm/article/details/107986385

智能推荐

如何配置filezilla服务端和客户端_filezilla server for windows (32bit x86)-程序员宅基地

文章浏览阅读7.8k次,点赞3次,收藏9次。如何配置filezilla服务端和客户端百度‘filezilla server’下载最新版。注意点:下载的版本如果是32位的适用xp和win2003,百度首页的是适用于win7或更高的win系统。32和64内容无异。安装过程也是一样的。一、这里的filezilla包括服务端和客户端。我们先来用filezilla server 架设ftp服务端。看步骤。1选择标准版的就可以了。 _filezilla server for windows (32bit x86)

深度学习图像处理01:图像的本质-程序员宅基地

文章浏览阅读724次,点赞18次,收藏8次。深度学习作为一种强大的机器学习技术,已经成为图像处理领域的核心技术之一。通过模拟人脑处理信息的方式,深度学习能够从图像数据中学习到复杂的模式和特征,从而实现从简单的图像分类到复杂的场景理解等多种功能。要充分发挥深度学习在图像处理中的潜力,我们首先需要理解图像的本质。本文旨在深入探讨深度学习图像处理的基础概念,为初学者铺平通往高级理解的道路。我们将从最基础的问题开始:图像是什么?我们如何通过计算机来理解和处理图像?

数据探索阶段——对样本数据集的结构和规律进行分析_数据分析 规律集-程序员宅基地

文章浏览阅读62次。在收集到初步的样本数据之后,接下来该考虑的问题有:(1)样本数据集的数量和质量是否满足模型构建的要求。(2)是否出现从未设想过的数据状态。(3)是否有明显的规律和趋势。(4)各因素之间有什么样的关联性。解决方案:检验数据集的数据质量、绘制图表、计算某些特征量等,对样本数据集的结构和规律进行分析。从数据质量分析和数据特征分析两个角度出发。_数据分析 规律集

上传计算机桌面文件图标不见,关于桌面上图标都不见了这类问题的解决方法-程序员宅基地

文章浏览阅读8.9k次。关于桌面上图标都不见了这类问题的解决方法1、在桌面空白处右击鼠标-->排列图标-->勾选显示桌面图标。2、如果问题还没解决,那么打开任务管理器(同时按“Ctrl+Alt+Del”即可打开),点击“文件”→“新建任务”,在打开的“创建新任务”对话框中输入“explorer”,单击“确定”按钮后,稍等一下就可以见到桌面图标了。3、问题还没解决,按Windows键+R(或者点开始-->..._上传文件时候怎么找不到桌面图标

LINUX 虚拟网卡tun例子——修改_怎么设置tun的接收缓冲-程序员宅基地

文章浏览阅读1.5k次。参考:http://blog.csdn.net/zahuopuboss/article/details/9259283 #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include _怎么设置tun的接收缓冲

UITextView 评论输入框 高度自适应-程序员宅基地

文章浏览阅读741次。创建一个inputView继承于UIView- (instancetype)initWithFrame:(CGRect)frame{ self = [superinitWithFrame:frame]; if (self) { self.backgroundColor = [UIColorcolorWithRed:0.13gre

随便推点

字符串基础面试题_java字符串相关面试题-程序员宅基地

文章浏览阅读594次。字符串面试题(2022)_java字符串相关面试题

VSCODE 实现远程GUI,显示plt.plot, 设置x11端口转发_vscode远程ssh连接服务器 python 显示plt-程序员宅基地

文章浏览阅读1.4w次,点赞12次,收藏21次。VSCODE 实现远程GUI,显示plt.plot, 设置x11端口转发问题服务器 linux ubuntu16.04本地 windows 10很多小伙伴发现VSCode不能显示figure,只有用自带的jupyter才能勉强个截图、或者转战远程桌面,这对数据分析极为不方便。在命令行键入xeyes(一个显示图像的命令)会failed,而桌面下会出现:但是Xshell能实现X11转发图像,有交互功能,但只能用Xshell输入命令plot,实在不方便。其实VScode有X11转发插件!!方法_vscode远程ssh连接服务器 python 显示plt

element-ui switch开关打开和关闭时的文字设置样式-程序员宅基地

文章浏览阅读3.3k次,点赞2次,收藏2次。element switch开关文字显示element中switch开关把on-text 和 off-text 属性改为 active-text 和 inactive-text 属性.怎么把文字描述显示在开关上?下面就是实现方法: 1 <el-table-column label="状态"> 2 <template slot-scope="scope">..._el-switch 不同状态显示不同字

HttpRequestUtil方法get、post、JsonToPost_httprequestutil.httpget-程序员宅基地

文章浏览阅读785次。java后台发起请求使用的工具类package com.cennavi.utils;import org.apache.http.Header;import org.apache.http.HttpResponse;import org.apache.http.HttpStatus;import org.apache.http.client.HttpClient;import org.apache.http.client.methods.HttpPost;import org.apach_httprequestutil.httpget

App-V轻量级应用程序虚拟化之三客户端测试-程序员宅基地

文章浏览阅读137次。在前两节我们部署了App-V Server并且序列化了相应的软件,现在可谓是万事俱备,只欠东风。在这篇博客里面主要介绍一下如何部署客户端并实现应用程序的虚拟化。在这里先简要的说一下应用虚拟化的工作原理吧!App-V Streaming 就是利用templateServer序列化出一个软件运行的虚拟环境,然后上传到app-v Server上,最后客户..._app-v 客户端