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UNIX網絡編程:fcntl函數

fcntl函數提供了與網絡編程相關的如下特性:

非阻塞式I/O。  通過使用F_SETFL命令設置O_NONBLOCK文件狀態標志,我們可以把一個套接字設置為非阻塞型。

信號驅動式I/O。 通過使用F_SETFL命令設置O_ASYNC文件狀態標志,我們可以把一個套接字設置成O_ASYNC,一旦其狀態發生變化,內核就產生一個SIGIO信號。

F_SETOWN命令允許我們指定用於接收SIGIO和SIGURG信號的套接字屬主(進程ID或進程組ID)。其中SIGIO信號是套接字被設置為信號驅動式I/O型產生的,SIGURG信號是在新的帶外數據到達套接字時產生的。F_GETOWN命令返回套接字的當前屬主。

fcntl()函數有如下特性:

非阻塞I/O: 可將cmd 設為F_SETFL,將lock設為O_NONBLOCK。

信號驅動I/O:可將cmd設為F_SETFL,將lock設為O_ASYNC。

用以下方法將socket設置為非阻塞方式 :

int flags = fcntl(socket, F_GETFL, 0);   
fcntl(socket, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);

將非阻塞的設置回阻塞可以用:

int flags = fcntl(socket, F_GETFL, 0);   
fcntl(socket, F_SETFL, flags & ~O_NONBLOCK);

示例代碼:

#include <sys/types.h>    
#include <sys/socket.h>    
#include <sys/wait.h>    
#include <stdio.h>    
#include <stdlib.h>    
#include <errno.h>    
#include <string.h>    
#include <sys/un.h>    
#include <sys/time.h>    
#include <sys/ioctl.h>    
#include <unistd.h>    
#include <netinet/in.h>    
#include <fcntl.h>    
#include <unistd.h>    
#define SERVPORT 3333    
#define BACKLOG 10    
#define MAX_CONNECTED_NO 10    
#define MAXDATASIZE 100    
        
int main()    
{    
    struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;    
    int sin_size,recvbytes,flags;    
    int sockfd,client_fd;    
    char buf[MAXDATASIZE];    
/*創建socket*/
    if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){    
        perror("socket");    
        exit(1);    
    }    
    printf("socket success!,sockfd=%d\n",sockfd);    
        
/*設置sockaddr結構*/
    server_sockaddr.sin_family=AF_INET;    
    server_sockaddr.sin_port=htons(SERVPORT);    
    server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;    
    bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);    
        
/*將本地ip地址綁定端口號*/
    if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1){    
        perror("bind");    
        exit(1);    
    }    
    printf("bind success!\n");    
        
/*監聽*/
    if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1){    
        perror("listen");    
        exit(1);    
    }    
    printf("listening....\n");    
        
/*fcntl()函數,處理多路復用I/O*/
    if((flags=fcntl( sockfd, F_GETFL, 0))<0)    
            perror("fcntl F_GETFL");    
    flags |= O_NONBLOCK;    
    if(fcntl( sockfd, F_SETFL,flags)<0)    
            perror("fcntl");    
    while(1){    
        sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);    
        if((client_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&client_sockaddr,&sin_size))==-1){  //服務器接受客戶端的請求,返回一個新的文件描述符    
            perror("accept");    
            exit(1);    
        }    
        if((recvbytes=recv(client_fd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1){    
            perror("recv");    
            exit(1);    
        }    
        if(read(client_fd,buf,MAXDATASIZE)<0){    
            perror("read");    
            exit(1);    
        }    
        printf("received a connection :%s",buf);    
        
    /*關閉連接*/
    close(client_fd);   
    close(sockfd);    
    exit(0);    
    }/*while*/
}

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運行結果:

huangcheng@ubuntu:~$ ./a.out
socket success!,sockfd=3  
bind success!  
listening....  
accept: Resource temporarily unavailable

可以看到,當accept的資源不可用時,程序會自動返回。

若將54--58行代碼替換為:

if((flags=fcntl( sockfd, F_SETFL, 0))<0)    
    perror("fcntl F_SETFL");    
flags |= O_ASYNC;   
if(fcntl( sockfd, F_SETFL,flags)<0)    
    perror("fcntl");

運行結果如下:

huangcheng@ubuntu:~$ ./a.out
socket success!,sockfd=3  
bind success!  
listening....

可以看到,進程一直處於等待中,直到另一相關信號驅動它為止。

由select函數實現的,示例代碼:

#include <sys/types.h>    
#include <sys/socket.h>    
#include <sys/wait.h>    
#include <stdio.h>    
#include <stdlib.h>    
#include <errno.h>    
#include <string.h>    
#include <sys/un.h>    
#include <sys/time.h>    
#include <sys/ioctl.h>    
#include <unistd.h>    
#include <netinet/in.h>    
#define SERVPORT 3333    
#define BACKLOG 10     
#define MAXDATASIZE 100    
int main()    
{    
    struct sockaddr_in server_sockaddr,client_sockaddr;    
    int sin_size,recvbytes;    
    fd_set readfd;    
    fd_set writefd;    
    int sockfd,client_fd;    
    char buf[MAXDATASIZE];    
/*創建socket*/
    if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))==-1){    
        perror("socket");    
        exit(1);    
    }    
    printf("socket success!,sockfd=%d\n",sockfd);    
/*設置sockaddr結構*/
    server_sockaddr.sin_family=AF_INET;    
    server_sockaddr.sin_port=htons(SERVPORT);    
    server_sockaddr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;    
    bzero(&(server_sockaddr.sin_zero),8);    
/*將本地ip地址綁定端口號*/
    if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&server_sockaddr,sizeof(struct sockaddr))==-1){    
        perror("bind");    
        exit(1);    
    }    
    printf("bind success!\n");    
/*監聽*/
    if(listen(sockfd,BACKLOG)==-1){    
        perror("listen");    
        exit(1);    
    }    
    printf("listening....\n");    
/*select*/
    FD_ZERO(&readfd);              // 將readfd 清空     
    FD_SET(sockfd,&readfd);         //將sockfd加入到readfd集合中    
    while(1){    
    sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);  
    int max_fd = sockfd + 1;      
    if(select(max_fd,&readfd,NULL,NULL,(struct timeval *)0)>0){  //第一個參數是0和sockfd的最大值加1,第二個參數是讀集,第三、四個參數是寫集                                                                                //和異常集    
        if(FD_ISSET(sockfd,&readfd)>0){         // FD_ISSET 這個宏判斷 sockfd 是否屬於可讀的文件描述符。從 sockfd 中讀入, 輸出到標准輸出上去.    
            if((client_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)&client_sockaddr,&sin_size))==-1){   //client_sockaddr:客戶端地址    
                perror("accept");    
                exit(1);    
            }    
            if((recvbytes=recv(client_fd,buf,MAXDATASIZE,0))==-1){    
                perror("recv");    
                exit(1);    
            }    
            if(read(client_fd,buf,MAXDATASIZE)<0){    
                perror("read");    
                exit(1);    
            }    
            printf("received a connection :%s",buf);    
        }   
        close(client_fd);   
        close(sockfd);        
    }/*select*/
  }/*while*/
}

運行結果:

huangcheng@ubuntu:~$ ./a.out
socket success!,sockfd=3  
bind success!  
listening....

作者:csdn博客 ctthuangcheng

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