ソケット通信によるpythonとC++の連携

pythonでインターフェース作ったり、Arduinoのコントロールしながら、
C++での画像処理結果（前に何があるか、とか）をpythonに送りたくなったのでソケット通信でやって見ました。

pythonだとopencvで特徴量記述とかが出来ないし（そもそも遅いし）、C++でインターフェースとかシリアル通信なんかやってられないので、双方の弱点をカバーする方法としてプロセス間通信が最も横着な方法であると判断。

参考文献：
１、Pythonメモ 様の記事　ttp://yoshi-python.blogspot.jp/2009/10/blog-post_19.html
２、Geekなぺーじ 様の記事　ttp://www.geekpage.jp/programming/linux-network/tcp-1.php
３、信州大学HP　様　ttp://intuniv.cs.shinshu-u.ac.jp/Lecture/NetProg/chapter3/struct.html
４、pythonのリファレンス


■　今回はpythonをサーバとしてC++側と双方向通信させました。 ちなみにサーバとクライアントの違いについてはよくわかってません。接続を待つ方がサーバぐらいの認識でいいのだろうか。

以下、参考文献のページのコードをほぼ引用した自分用のメモ

python側：

import socket 

def server(host, port):
    s = socket.socket()    　　←ソケットのインスタンスを作る
    s.bind((host, port))　　　←バインド（IPとポートを設定する）
    s.listen(1)　　　　　　　←接続待ちに必要。引数は接続できるノードの数。
    print "waiting"
    conn, addr = s.accept()  # 　←クライアントの接続を待つ。connはつながってきたソケット
　　　　　　　　　　　　　　　addrはノードのアドレス（使い所は不明）
    while True:　　　←ずっとループ

        data = conn.recv(1024)  # クライアントからのデータを受信する（ここでは1024byte）
　　　　　　　　　　　　　　↑ここでのdataの形式がよくわからないが多分char（C++側ではconst charで送ってる）　　
        print "server: receive '%s'" % data

        datalist=str(data)　　←とりあえずデータをstring化

        datasp=datalist.split(",")　←データをカンマで区切る。数字をカンマ区切りで送ることを考えている。

        print datasp
        object.set_value(float(datasp[0]))　
　　↑任意の変数に受信データの値を入力。これでArduinoでもなんでも動かせる（pythonと繋がってれば）
       
        conn.send("sendfrompython")  # クライアントにデータを送信する。ここでpythonからの命令（右に曲がるから右に注目しろ、とか）をC++に送ることが出来る。

    conn.close()　　←クライアントのソケットを閉じる。
    s.close()　　　　←こっちのソケットを閉じる。 
閉じてもすぐに切断されるわけではないらしい。連続で同じポート使ったりできないことがあるので時間開けるかポート番号変えるのが吉。いまのところpython-C++ではこの事象は起こってないがpythonのプログラム間（同ソース別スレッド）でこの事象を確認。

class Server(threading.Thread):#########　C++との通信スレッド
    def run(self):
        
            server(HOST, PORT)　←上記関数。HOST（127.0.0.1とか）とPORT（12345とか）はグローバル変数か何かにしとく


C++側：参考資料２からほぼ引用、難しそうな構造体については参考文献３を参照
 
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
↑必要なヘッダの皆さん。特に意識せずに使えたので最初から入ってると思われる。



 void* thread(void* pParam)  //pythonへの情報送信用スレッド
{
////ソケット通信による通信
int sockmode=1;   ////１ならソケット通信ON　←通信をONOFFできて便利

if(sockmode==1){
struct sockaddr_in server;　　←アドレスなんかを入れておく構造体インスタンスを定義

 int sock;　　　　←ソケットをとりあえず定義
 char buf[64];　　←バッファを定義[]内はバイト数。多すぎず少なすぎずで。（少ないと即死）


 int n;　　←データ読み込み用

 /* ソケットの作成 */
 sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);　
↑AF_INETはIPv4であること、SOCK_STREAMはTCPであることを表している。多分どの言語でも共通の定数。ここらを変えるとIPv6にしたりUDPにもできる。サーバと共通じゃないとだめ。

 /* 接続先指定用構造体の準備 */↓python側の設定を書く。つまり宛先の設定
 server.sin_family = AF_INET;
 server.sin_port = htons(12347);　←ポート番号。htons()はバイトオーダを変換する関数
　　　　　　　　　　　　　　　　　（詳細不明。接続のための何らかの規格化だろう）　
 server.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");←このIPは自分自身（PC）を示す。変えると別の機器（PC他)にももちろんつながる。はず。関数は文字列をちゃんとアドレスの形式にする関数

 /* サーバに接続 */↓詳細は「C++ connect socket」でぐぐってね
 connect(sock, (struct sockaddr *)&server, sizeof(server));

while(1){ /* サーバからデータを受信。 送信も */
    memset(buf, 0, sizeof(buf));　←バッファのリセット
    stringstream sts;　←とっても便利なstringstream(以下ss)オブジェクトを定義

    string str="0,0,end";　←送信文字列の初期化。文字は適当に
　最後の「,end」はとても大事。python側でsplitするときとか特に





↓   別のところで「進んでOK」とか「止まれ」とかのフラグ出すようにしてる。それに応じて送信値変更。明らかに改善の余地あり。
 if(forwardflag ==1){str="100,100,end";}

    if(stopflag==1){str="0,0,end";}


    cout << "send:" <<str <<endl;

    char sdata[64];　←送信用バッファの定義
    sts <<  str;　　←事前に作った文字列をssへ
    sts >> sdata;　←ssから送信用charへ自動変換＆代入。このツールまじ便利

    const char* sdataconst= sdata;　←charをconst charへ送信関数の引数がconst〜なので（このへんの変換でちょっと詰まった。）

    write(sock, sdataconst, strlen(sdataconst));←データをあっちに送信。第３引数は送信データの文字数にする。strlenは全角文字入ると正確じゃなくなるので注意

    cout<<"senddata"<<sdataconst <<endl;

    int n = read(sock, buf, sizeof(buf));　←pythonからbufへ読み込み。nは読み込めたかどうかとかを確認するための数字（読み込め無かったら-1とか）。読み込みデータじゃないので注意
    cout <<"resdata" <<buf << endl;

    sleep(1);←１秒に１回通信。もっと少なくてもいいけどスリープ入れないと多分ろくなことにならない

    sts.clear();　←ssの中身をクリア
}
 /* socketの終了 */
 close(sock);　←ソケット閉じる
}

 return 0;


以上。
これでとりあえず通信ができることを確認。強制終了前提のコードなのであくまで参考で。

↓左がC++で右がpython（eclipseのコンソール）。なんとか通信している。