荣耀华为手机商城官方网站,站酷网电脑版,天津工程招标信息网官网,棋牌网站目录 1 I/O多路复用
1.1 select函数及其他接口相关介绍
1.2 原TCP—socket示例#xff1a;
1.3 实现select函数TCP—socket示例#xff1a;
2 练习 1 I/O多路复用
多路复用的实现方式
1.1 select函数及其他接口相关介绍 int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set…目录 1 I/O多路复用
1.1 select函数及其他接口相关介绍
1.2 原TCP—socket示例
1.3 实现select函数TCP—socket示例
2 练习 1 I/O多路复用
多路复用的实现方式
1.1 select函数及其他接口相关介绍 int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);struct timeval {long tv_sec; /* 秒 */long tv_usec; /* 微秒 */
};select 是一个用于多路复用 I/O 的系统调用函数它可以同时监视多个文件描述符的可读、可写和异常事件。(特殊用法也可以用于阻塞微秒级其他文件描述符功能都设为NULL不使用。
参数说明如下
nfds监视的文件描述符的数量即需要检查的最大文件描述符值加一。readfds用于检查可读事件的文件描述符集合。(常用一般多路监听都是可读writefds用于检查可写事件的文件描述符集合。exceptfds用于检查异常事件的文件描述符集合。timeout超时时间。 NULL:永久阻塞, 0非阻塞模式
select 函数会根据参数中的文件描述符集合和超时时间进行监视当满足条件的事件发生时select 函数会返回同时将对应的文件描述符集合进行修改。具体的返回值和集合的修改情况如下
若超时时间到达返回值为0。若有错误发生返回值为-1并设置相应的错误码。若有可读事件发生readfds 中对应的文件描述符会被修改返回值为大于 0。若有可写事件发生writefds 中对应的文件描述符会被修改返回值为大于 0。若有异常事件发生exceptfds 中对应的文件描述符会被修改返回值为大于 0。
通过不断地调用 select 函数可以实现在多个文件描述符上进行非阻塞的 I/O 监听以便及时处理可读、可写和异常事件。
fd_set结构体每一位代表1个文件描述符值为0或1nfds代表最大的文件描述符1。 补充在标准的 C 库头文件 sys/select.h 中fd_set 是通过一个固定大小的数组来实现的。数组的大小由宏 FD_SETSIZE 定义。一般情况下FD_SETSIZE 的默认值是 1024。
/*将文件描述符从集合中删除*/
void FD_CLR(int fd, fd_set *set); /*查看文件描述符是否存在于集合当中*/
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);/*添加文件描述符*/
void FD_SET(int fd, fd_set *set); /*初始化集合*/
void FD_ZERO(fd_set *set);1.2 原TCP—socket示例
server.c
#include net.hint main(int argc, char *argv[])
{/*检查参数小于3个 直接退出进程*/Argment(argc, argv);/*创建已设置监听模式的套接字*/int fd CreateSocket(argv);/*接收客户端连接并生成新的文件描述符*/int newfd accept(fd, NULL, NULL);if(newfd 0)perror(accept);/*处理客户端数据*/while(DataHandle(newfd) 0);return 0;
}socket.c
#include net.hvoid Argment(int argc, char *argv[]){if(argc 3){fprintf(stderr, %saddrport\n, argv[0]);exit(0);}
}
int CreateSocket(char *argv[]){/*创建套接字*/int fd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(fd 0)ErrExit(socket);/*允许地址快速重用*/int flag 1;if( setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, flag, sizeof(flag) ) )perror(setsockopt);/*设置通信结构体*/Addr_in addr;bzero(addr, sizeof(addr) );addr.sin_family AF_INET;addr.sin_port htons( atoi(argv[2]) );/*绑定通信结构体*/if( bind(fd, (Addr *)addr, sizeof(Addr_in) ) )ErrExit(bind);/*设置套接字为监听模式*/if( listen(fd, BACKLOG) )ErrExit(listen);return fd;
}
int DataHandle(int fd){char buf[BUFSIZ] {};int ret recv(fd, buf, BUFSIZ, 0);if(ret 0)perror(recv);if(ret 0)printf(data: %s\n, buf);return ret;
}
net.h
#ifndef _NET_H_
#define _NET_H_#include stdio.h
#include stdlib.h
#include sys/socket.h
#include netinet/in.h
#include netinet/tcp.h
#include arpa/inet.h
#include unistd.h
#include strings.h
#include errno.htypedef struct sockaddr Addr;
typedef struct sockaddr_in Addr_in;
#define BACKLOG 5
#define ErrExit(msg) do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while(0)void Argment(int argc, char *argv[]);
int CreateSocket(char *argv[]);
int DataHandle(int fd);#endif1.3 实现select函数TCP—socket示例
sever.c
#include net.h
#include sys/select.h
#define MAX_SOCK_FD 1024int main(int argc, char *argv[])
{int i, ret, fd, newfd;fd_set set, tmpset;Addr_in clientaddr;socklen_t clientlen sizeof(Addr_in);/*检查参数小于3个 直接退出进程*/Argment(argc, argv);/*创建已设置监听模式的套接字*/fd CreateSocket(argv);FD_ZERO(set);FD_ZERO(tmpset);FD_SET(fd, set);while(1){tmpset set; //temp文件描述符集合会被 select 函数修改以反映就绪的文件描述符情况。if( (ret select(MAX_SOCK_FD, tmpset, NULL, NULL, NULL)) 0)ErrExit(select); //宏定义了一个错误处理if(FD_ISSET(fd, tmpset) ){/*接收客户端连接并生成新的文件描述符*/if( (newfd accept(fd, (Addr *)clientaddr, clientlen) ) 0)perror(accept);printf([%s:%d]已建立连接\n, inet_ntoa(clientaddr.sin_addr), ntohs(clientaddr.sin_port));FD_SET(newfd, set); //新客户端文件描述符加入set中}else{ //处理客户端数据for(i fd 1; i MAX_SOCK_FD; i){ //fd是服务端fd1是第一个接进来的客户端描述符if(FD_ISSET(i, tmpset)){if( DataHandle(i) 0){if( getpeername(i, (Addr *)clientaddr, clientlen) )perror(getpeername);printf([%s:%d]断开连接\n, inet_ntoa(clientaddr.sin_addr), ntohs(clientaddr.sin_port));FD_CLR(i, set);}}}}}return 0;
}socket.c
#include net.hvoid Argment(int argc, char *argv[]){if(argc 3){fprintf(stderr, %saddrport\n, argv[0]);exit(0);}
}
int CreateSocket(char *argv[]){/*创建套接字*/int fd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(fd 0)ErrExit(socket);/*允许地址快速重用*/int flag 1;if( setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, flag, sizeof(flag) ) )perror(setsockopt);/*设置通信结构体*/Addr_in addr;bzero(addr, sizeof(addr) );addr.sin_family AF_INET;addr.sin_port htons( atoi(argv[2]) );/*绑定通信结构体*/if( bind(fd, (Addr *)addr, sizeof(Addr_in) ) )ErrExit(bind);/*设置套接字为监听模式*/if( listen(fd, BACKLOG) )ErrExit(listen);return fd;
}
int DataHandle(int fd){char buf[BUFSIZ] {};Addr_in peeraddr;socklen_t peerlen sizeof(Addr_in);if( getpeername(fd, (Addr *)peeraddr, peerlen) )perror(getpeername);int ret recv(fd, buf, BUFSIZ, 0);if(ret 0)perror(recv);if(ret 0){printf([%s:%d]data: %s\n, inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port), buf);}return ret;
}net.h
#ifndef _NET_H_
#define _NET_H_#include stdio.h
#include stdlib.h
#include sys/socket.h
#include netinet/in.h
#include netinet/tcp.h
#include arpa/inet.h
#include unistd.h
#include strings.h
#include errno.htypedef struct sockaddr Addr;
typedef struct sockaddr_in Addr_in;
#define BACKLOG 5
#define ErrExit(msg) do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); } while(0)void Argment(int argc, char *argv[]);
int CreateSocket(char *argv[]);
int DataHandle(int fd);#endif讲解
这段代码是一个使用 select 函数实现的简单的网络服务器程序。它可以同时处理多个客户端连接。
程序主要包括以下几个部分 创建并设置监听模式的套接字 fd CreateSocket(argv); 这里调用了 CreateSocket 函数创建了一个套接字并进行了一些必要的设置使其处于监听模式。 使用 select 函数来监听套接字和客户端连接的可读事件 tmpset set;
if ((ret select(MAX_SOCK_FD, tmpset, NULL, NULL, NULL)) 0) ErrExit(select); select 函数会阻塞程序直到有套接字或客户端连接可读或者发生错误。在这段代码中使用 select 函数来等待套接字 fd 和客户端连接的可读事件。MAX_SOCK_FD 是最大的文件描述符值加 1tmpset 是一个临时的文件描述符集合用来存放发生可读事件的文件描述符。 处理套接字可读事件和客户端连接的可读事件 if (FD_ISSET(fd, tmpset)) { // 接受客户端连接 // 将新的客户端文件描述符加入 set 中 } else { // 处理客户端数据 // 断开连接并从 set 中移除文件描述符 } 如果套接字 fd 可读说明有新的客户端连接请求到来程序会调用 accept 函数接受连接并生成一个新的文件描述符 newfd然后将该文件描述符加入 set 中以便后续处理。 如果不是套接字可读说明是已连接的客户端有数据到达。程序会遍历 fd 1 到 MAX_SOCK_FD - 1 之间的文件描述符检查它们是否在 tmpset 中可读。如果可读则调用 DataHandle 函数处理数据。如果处理结果小于等于 0说明连接断开程序会输出断开连接的信息并从 set 中移除该文件描述符。 循环执行上述步骤以便持续处理客户端连接和数据。
这段代码展示了一个简单的网络服务器程序框架使用 select 函数可以实现高效的事件驱动型的并发处理。具体的业务逻辑需要根据实际需求进行实现。
补充
getpeername 函数用于获取与套接字关联的远程连接的地址信息。它的函数原型如下
int getpeername(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
sockfd 是套接字文件描述符表示与远程连接关联的套接字。addr 是一个指向 struct sockaddr 结构体的指针用于接收远程连接的地址信息。addrlen 是一个指向 socklen_t 类型的指针用于传递 addr 的长度并且在函数调用完成后会更新为实际的地址结构体长度。
该函数调用成功时返回0失败时返回-1并设置相应的错误码。
同样用法getsocketname是获取本方的。
2 练习
使用select函数实现I/O多路复用服务器代码并使用nc命令与之通信
#include stdio.h
#include sys/socket.h
#include netinet/in.h
#include arpa/inet.h
#include sys/time.h
#include sys/types.h
#include unistd.h
#include stdlib.h
#include string.h#define MAX_SOCK_FD 1024
#define BACKLOG 5#define ErrExit(msg) do{perror(msg); exit(EXIT_FAILURE);} while(0)int DataHandle(int fd)
{char buf[BUFSIZ] {};int ret;struct sockaddr_in peeraddr;socklen_t peerlen sizeof(struct sockaddr_in);if(getpeername(fd, (struct sockaddr *)peeraddr, peerlen) )perror(getpeername);ret recv(fd, buf, BUFSIZ, 0);if(ret 0){perror(recv);}if( ret 0){printf([%s:%d]data: %s\n, inet_ntoa(peeraddr.sin_addr), ntohs(peeraddr.sin_port), buf);}return ret;
}int main(int argc,char *argv[])
{int fd, new_fd, i ,ret;fd_set set, tmpset;struct sockaddr_in addr, client_addr;socklen_t clientlen sizeof(client_addr);int flag 1;if(argc 3){printf(%s addr port\n,argv[0]);exit(0);}//create socketfd socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if(fd 0){ErrExit(socket);}//avoids the error of ports being occupiedif( setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, flag, sizeof(flag) ) ){perror(setsockopt);}//init struct sockaddr_inmemset(addr, 0, sizeof(addr));addr.sin_family AF_INET;addr.sin_port htons( atoi(argv[2]));if (inet_aton(argv[1], addr.sin_addr) 0){printf(Invalid address\n);exit(EXIT_FAILURE);}//bindif(bind(fd, (struct sockaddr *) addr, sizeof(struct sockaddr_in)) -1){ErrExit(bind);}//listenif(listen(fd, BACKLOG) -1){ErrExit(listen);}//selectFD_ZERO(set);FD_ZERO(tmpset);FD_SET(fd, set);while(1){tmpset set;if((ret select(MAX_SOCK_FD, tmpset,NULL,NULL,NULL)) 0){ErrExit(select);}if(FD_ISSET(fd, tmpset) 0){new_fd accept(fd,(struct sockaddr *)client_addr,clientlen);if(new_fd 0){perror(accept);}printf([%s:%d]connected\n,inet_ntoa(client_addr.sin_addr),\ntohs(client_addr.sin_port));FD_SET(new_fd, set);}else //if(FF_ISSET(fd, tmpset 0) //handle client{for(i fd 1; i MAX_SOCK_FD; i){// can readif(FD_ISSET(i,tmpset)){if(DataHandle(i) 0){if(getpeername(i,(struct sockaddr *)client_addr,clientlen)) perror(getpeername);printf([%s:%d]disconnected\n,inet_ntoa(client_addr.sin_addr),\ntohs(client_addr.sin_port));FD_CLR(i,set); }}}}}return 0;
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