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Linux網絡編程:tcp並發服務器(I/O復用之select)

日期:2017/3/1 9:05:38   编辑:Linux網絡

與多線程、多進程相比,I/O復用最大的優勢是系統開銷小,系統不需要建立新的進程或者線程,也不必維護這些線程和進程。

代碼示例:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/select.h>

#define SERV_PORT 8080
#define LIST 20 //服務器最大接受連接
#define MAX_FD 10 //FD_SET支持描述符數量


int main(int argc, char *argv[])
{
int sockfd;
int err;
int i;
int connfd;
int fd_all[MAX_FD]; //保存所有描述符,用於select調用後,判斷哪個可讀

//下面兩個備份原因是select調用後,會發生變化,再次調用select前,需要重新賦值
fd_set fd_read; //FD_SET數據備份
fd_set fd_select; //用於select

struct timeval timeout; //超時時間備份
struct timeval timeout_select; //用於select

struct sockaddr_in serv_addr; //服務器地址
struct sockaddr_in cli_addr; //客戶端地址
socklen_t serv_len;
socklen_t cli_len;

//超時時間設置
timeout.tv_sec = 10;
timeout.tv_usec = 0;

//創建TCP套接字
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if(sockfd < 0)
{
perror("fail to socket");
exit(1);
}

// 配置本地地址
memset(&serv_addr, 0, sizeof(serv_addr));
serv_addr.sin_family = AF_INET; // ipv4
serv_addr.sin_port = htons(SERV_PORT); // 端口, 8080
serv_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); // ip

serv_len = sizeof(serv_addr);

// 綁定
err = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_addr, serv_len);
if(err < 0)
{
perror("fail to bind");
exit(1);
}

// 監聽
err = listen(sockfd, LIST);
if(err < 0)
{
perror("fail to listen");
exit(1);
}

//初始化fd_all數組
memset(fd_all, -1, sizeof(fd_all));

fd_all[0] = sockfd; //第一個為監聽套接字

FD_ZERO(&fd_read); // 清空
FD_SET(sockfd, &fd_read); //將監聽套接字加入fd_read

int maxfd = fd_all[0]; //監聽的最大套接字

while(1){

// 每次都需要重新賦值,fd_select,timeout_select每次都會變
fd_select = fd_read;
timeout_select = timeout;

// 檢測監聽套接字是否可讀,沒有可讀,此函數會阻塞
// 只要有客戶連接,或斷開連接,select()都會往下執行
err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, NULL);
//err = select(maxfd+1, &fd_select, NULL, NULL, (struct timeval *)&timeout_select);
if(err < 0)
{
perror("fail to select");
exit(1);
}

if(err == 0){
printf("timeout\n");
}

// 檢測監聽套接字是否可讀
if( FD_ISSET(sockfd, &fd_select) ){//可讀,證明有新客戶端連接服務器

cli_len = sizeof(cli_addr);

// 取出已經完成的連接
connfd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&cli_addr, &cli_len);
if(connfd < 0)
{
perror("fail to accept");
exit(1);
}

// 打印客戶端的 ip 和端口
char cli_ip[INET_ADDRSTRLEN] = {0};
inet_ntop(AF_INET, &cli_addr.sin_addr, cli_ip, INET_ADDRSTRLEN);
printf("----------------------------------------------\n");
printf("client ip=%s,port=%d\n", cli_ip,ntohs(cli_addr.sin_port));

// 將新連接套接字加入 fd_all 及 fd_read
for(i=0; i < MAX_FD; i++){
if(fd_all[i] != -1){
continue;
}else{
fd_all[i] = connfd;
printf("client fd_all[%d] join\n", i);
break;
}
}

FD_SET(connfd, &fd_read);

if(maxfd < connfd)
{
maxfd = connfd; //更新maxfd
}

}

//從1開始查看連接套接字是否可讀,因為上面已經處理過0(sockfd)
for(i=1; i < maxfd; i++){
if(FD_ISSET(fd_all[i], &fd_select)){
printf("fd_all[%d] is ok\n", i);

char buf[1024]={0}; //讀寫緩沖區
int num = read(fd_all[i], buf, 1024);
if(num > 0){

//收到 客戶端數據並打印
printf("receive buf from client fd_all[%d] is: %s\n", i, buf);

//回復客戶端
num = write(fd_all[i], buf, num);
if(num < 0){
perror("fail to write ");
exit(1);
}else{
//printf("send reply\n");
}

}
else if(0 == num){ // 客戶端斷開時

//客戶端退出,關閉套接字,並從監聽集合清除
printf("client:fd_all[%d] exit\n", i);
FD_CLR(fd_all[i], &fd_read);
close(fd_all[i]);
fd_all[i] = -1;

continue;
}

}else {
//printf("no data\n");
}
}
}

return 0;
}

運行結果:

本文源代碼可以到Linux公社資源站下載:

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免費下載地址在 http://linux.linuxidc.com/

用戶名與密碼都是www.linuxidc.com

具體下載目錄在 /2017年資料/2月/13日/Linux網絡編程:tcp並發服務器(IO復用之select)/

下載方法見 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-07/87684.htm

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