多路I/O轉接之select模型
阿新 • • 發佈：2017-06-06
struct truct rose sleep 輸出 問題 pre strerror 結構
client程序
I/O復用使得程序可以同一時候監聽多個文件描寫敘述符。這對提高程序的性能至關重要。通常，網絡程序同一時候處理或者監聽多個socket文件描寫敘述符的時候可以考慮使用I/O復用模型。
值得強調的是。I/O復用盡管可以同一時候監聽多個文件描寫敘述符。但它本身是堵塞的。當有多個文件描寫敘述符就緒的時候，假設不採取額外的措施，程序就僅僅能按順序依次處理當中的每個文件描寫敘述符，這使得server程序看起來像串行工作的。
假設要實現並發。僅僅可以使用多進程或者多線程的手段。
select 系統調用的用途是：在一段指定的時間內，監聽用戶感興趣的文件描寫敘述符上的可讀，可寫和異常等事件。
值得說明的是：
1.select 能監聽的文件描寫敘述符個數受限於FD_SETSIZE。一般默覺得1024，單純改變進程打開的文件符個數並不能改變select監聽的文件描寫敘述符的個數
2.解決1024一下client時候使用select非常合適（比方局域網中）。可是假設連接client過多，select採用是輪詢模型（程序中會有所體現）。這樣會大大減少server的響應效率。
相關系統調用函數介紹
#include <sys/select.h> //所需頭文件
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
1.nfds 監控的文件描寫敘述符集裏最大文件描寫敘述符加1，由於此參數會告訴內核檢測前多少個文件描寫敘述符的狀態，之所以加1 由於文件描寫敘述符是從0開始編號的
2.readfds 監控有讀數據到達文件描寫敘述符集合，傳入傳出參數
3.writefds監控有寫數據到達的文件描寫敘述符集合，傳入傳出參數
4.exceptfds 監控異常發生達文件描寫敘述符集合,如帶外數據到達異常，傳入傳出參數
timeout：定時堵塞監控時間，3種情況
1.NULL，永遠等下去，堵塞在這裏
2.設置timeval，等待固定時間
3.設置timeval裏時間均為0。檢查描寫敘述字後馬上返回。輪詢
struct timeval {
long tv_sec; /* seconds */
long tv_usec; /* microseconds */
};
void FD_CLR(int fd, fd_set *set);//將fd_set集中相應的文件描寫敘述符清0
int FD_ISSET(int fd, fd_set *set);//測試文件描寫敘述符集合裏fd是否置1
void FD_SET(int fd, fd_set *set);//設置文件描寫敘述符集合李fd為1
void FD_ZERO(fd_set *set); //把文件描寫敘述符集合裏全部位清0
select 監聽程序：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/select.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include<errno.h>
int create_listen(int port)
{
int listen_st,on;
struct sockaddr_in s_addr;
listen_st =socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(listen_st==-1)
{
perror("socket error ");
return -1;
}
if(setsockopt(listen_st,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on))==-1)
{
perror("setsockopt error");
return -1;
}
s_addr.sin_port=htons(port);
s_addr.sin_family=AF_INET;
s_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
if(bind(listen_st,(struct sockaddr*)&s_addr,sizeof(struct sockaddr_in))==-1)
{
perror("bind error");
return -1;
}
if (listen(listen_st, 5) == -1) // 設置文件描寫敘述符具有監聽的功能
{
perror("listen error");
return -1;
}
return listen_st;
}
int run_server(int port)
{
int i,maxi,maxfd,listen_st,conn_st,sockaddr_len;
int nready,client[FD_SETSIZE];
char buf[1024];
struct sockaddr_in c_addr;
fd_set rset,allset;
listen_st=create_listen(port);
if(listen_st==-1)
{
return -1;
}
for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)
{
client[i]=-1;
}
FD_ZERO(&allset);
FD_SET(listen_st, &allset);
maxfd = listen_st;
maxi=-1;
while(1)
{
rset=allset;
nready = select(maxfd+1, &rset, NULL, NULL, NULL);//select 開始監聽
if(nready<0)
{
perror("select error");
break;
}
if(FD_ISSET(listen_st,&rset))//檢測listen_st 在fd_set有沒有被事件到達
{
sockaddr_len=sizeof(c_addr);
conn_st=accept(listen_st,(struct sockaddr *)&c_addr,&sockaddr_len);
printf("received form %s at port:%d \n",inet_ntoa(c_addr.sin_addr),ntohs(c_addr.sin_port));
for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++)
{
if(client[i]<0)
{
client[i]=conn_st;
break;
}
}
if(i==FD_SETSIZE)
{
printf("too many client \n");
close(conn_st);
}else
{
FD_SET(conn_st,&allset);
if(i>maxi) //記錄最大下標
{
maxi=i;
}
if(conn_st>maxfd)//記錄最大文件描寫敘述符用於select用
{
maxfd=conn_st;
}
}
if(--nready==0) continue;
}
for(i=0;i<=maxi;i++)
{
if((conn_st=client[i])<0)
{
continue;
}
if(FD_ISSET(conn_st,&rset))
{
memset(buf,0,sizeof(buf));
if(read(conn_st,buf,sizeof(buf))==0)
{
printf("close client \n");
close(conn_st);
FD_CLR(conn_st,&allset);
client[i]=-1;
}
else
{
printf("recv from client:%s \n",buf);
write(conn_st,buf,strlen(buf));
}
if (--nready == 0) break; //就緒個數減一
}
}
sleep(1);
}
close(listen_st);
return 0;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
if(argc<2)
{
printf("usage:%s port \n",argv[0]);
return 0;
}
int port=atoi(argv[1]);
if(port==0)
{
printf("port error \n");
return 0;
}
printf("start server \n");
run_server(port);
return 0;
}
client程序
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<pthread.h>
#define BUFFSIZE 1024
#define ERRORCODE -1
static void *thread_send(void *arg)
{
char buf[BUFFSIZE];
int sd = *(int *) arg;
while (1)
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
read(STDIN_FILENO, buf, sizeof(buf));
if (send(sd, buf, strlen(buf), 0) == -1)
{
printf("send error:%s \n", strerror(errno));
break;
}
}
return NULL;
}
static void* thread_recv(void *arg)
{
char buf[BUFFSIZE];
int sd = *(int *) arg;
while (1)
{
memset(buf, 0, sizeof(buf));
int rv = recv(sd, buf, sizeof(buf), 0);
if (rv <= 0)
{
if(rv == 0) //server socket關閉情況
{
printf("server have already full !\n");
exit(0);//退出整個客服端
}
printf("recv error:%s \n", strerror(errno));
break;
}
printf("%s", buf);//輸出接收到的內容
}
return NULL;
}
int run_client(char *ip_str, int port)
{
int client_sd;
int con_rv;
pthread_t thrd1, thrd2;
struct sockaddr_in client_sockaddr; //定義IP地址結構
client_sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (client_sd == -1)
{
printf("socket create error:%s \n", strerror(errno));
return ERRORCODE;
}
memset(&client_sockaddr, 0, sizeof(client_sockaddr));
client_sockaddr.sin_port = htons(port); //指定一個端口號並將hosts字節型傳化成Inet型字節型（大端或或者小端問題）
client_sockaddr.sin_family = AF_INET; //設置結構類型為TCP/IP
client_sockaddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip_str);
//將字符串的ip地址轉換成int型,客服端要連接的ip地址
con_rv = connect(client_sd, (struct sockaddr*) &client_sockaddr,
sizeof(client_sockaddr));
//struct sockaddr 是非常早曾經定義的 struct sockaddr_in 是後定義的,眼下用的比較多
//調用connect連接到指定的ip地址和端口號,建立連接後通過socket描寫敘述符通信
if (con_rv == -1)
{
printf("connect error:%s \n", strerror(errno));
return ERRORCODE;
}
if (pthread_create(&thrd1, NULL, thread_send, &client_sd) != 0)
{
printf("thread error:%s \n", strerror(errno));
return ERRORCODE;
}
if (pthread_create(&thrd2, NULL, thread_recv, &client_sd) != 0)
{
printf("thread error:%s \n", strerror(errno));
return ERRORCODE;
}
pthread_join(thrd2, NULL);
pthread_join(thrd1, NULL);
close(client_sd);
return 0;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc < 3)
{
printf("Usage:ip port,example:127.0.0.1 8080 \n");
return ERRORCODE;
}
int port = atoi(argv[2]);
char *ip_str = argv[1];
run_client(ip_str,port);
return 0;
}
多路I/O轉接之select模型