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Linux網絡編程:tcp並發服務器(I/O復用之select)

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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