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技术 2022年11月23日
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  上一小节讲到可以实现多客户端与服务器进行通讯,对于每一个客户端的连接请求,服务器都要分配一个进程进行处理。对于多用户连接时,服务器会受不了的,而且还很消耗资源。据说有个select函数可以用,好像还很NB的样子。

  使用select多路转换处理聊天程序

  下面摘取APUE 14.5小结 I/O多路转接

当从一个描述符读,然后又写到另一个描述符时,可以在下列形式的循环中循环中使用阻塞I/O:

  while((n = read(STDIN_FILENO, buf, BUFFSIZ))>0)

    if(write(STDOUT_FILENO, buf, n)!=n)

      err_sys(“write error”);

这种形式的阻塞I/O到处可见。但是如果必须从两个描述符读,又将如何呢?如果仍旧使用阻塞I/O,那么就可能长时间阻塞在一个描述符上,而另一个描述符虽有很多数据却不能得到及时处理。所以为了处理这种情况显然需要另一种不同的技术。

方法一:也就是上一小节使用的方法,使用多进程。每一个进程处理一个描述符

方法二:和上面相似的,使用多线程,不同的线程处理不同的描述符

方法三:仍然使用一个进程执行该程序,但使用非阻塞I/O读取数据。然后对所有的描述符进行遍历一遍,判断对应的描述符是否有数据,如果有就读取,如果没有就立即返回。这种办法就是轮询(polling)

方法四:异步I/O。其基本的思想是进程告诉内核,当一个描述符已经准备好可以进行I/O时,用一个信号通知它。

方法五:这是一种比较好的办法。叫做I/O多路转换(I/O multiplexing)。先构造一张有关描述符的列表,然后调用一个函数,直到这些描述符中的一个已经准备好进行I/O时,该函数才会返回。在返回时,它高数进程哪些描述符已经准备好可以进行I/O。

  poll,pselect和select这三个函数使我们能够执行I/O多路转换。本程序只使用select函数。

  #include <sys/select.h>

  int select (int maxfdp1, fd_set *restrict readfds, fd_set *restrict writefds, fd_set *restrict exceptfds, struct time val *restrict tvptr);  //返回值:准备就绪的描述符数,若超时则返回0,否则出错返回-1

  select 函数讲解
  FD_ISSET判断描述符fd是否在给定的描述符集fdset中,通常配合select函数使用,由于select函数成功返回时会将未准备好的描述符位清零。通常我们使用FD_ISSET是为了检查在select函数返回后,某个描述符是否准备好,以便进行接下来的处理操作。

  fd_set数据类型的操作

  #include <sys/select.h>

  int FD_ISSET(int fd, fd_set *fdset);  //判断fd是否在fdset中

  void FD_CLR(int fd, fd_set *fdset);  //进fd从fdset中取出

  void FD_SET(int fd, fd_set *fdset);  //将fd放入fdset

  void FD_ZERO(fd_set *fdset);    //将fdset清空

  timeval结构分析

  struct timeval{

    long tv_sec; //seconds

    long tv_usec; //and microseconds

  };

  client.c的代码没有改

  server.c的代码如下

 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/select.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h> #define SERVER_PORT 12138
#define BACKLOG 20
#define MAX_CON_NO 10
#define MAX_DATA_SIZE 4096 int MAX(int a,int b)
{
if(a>b) return a;
return b;
} int main(int argc,char *argv[])
{
struct sockaddr_in serverSockaddr,clientSockaddr;
char sendBuf[MAX_DATA_SIZE],recvBuf[MAX_DATA_SIZE];
int sendSize,recvSize;
int sockfd,clientfd;
fd_set servfd,recvfd;//用于select处理用的
int fd_A[BACKLOG+];//保存客户端的socket描述符
int conn_amount;//用于计算客户端的个数
int max_servfd,max_recvfd;
int on=;
socklen_t sinSize=;
char username[];
int pid;
int i;
struct timeval timeout; if(argc != )
{
printf("usage: ./server [username]\n");
exit();
}
strcpy(username,argv[]);
printf("username:%s\n",username); /*establish a socket*/
if((sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,))==-)
{
perror("fail to establish a socket");
exit();
}
printf("Success to establish a socket...\n"); /*init sockaddr_in*/
serverSockaddr.sin_family=AF_INET;
serverSockaddr.sin_port=htons(SERVER_PORT);
serverSockaddr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);
bzero(&(serverSockaddr.sin_zero),); /*
* SOL_SOCKET.SO_REUSEADDR 允许重用本地地址
* */
setsockopt(sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof(on)); /*bind socket*/
if(bind(sockfd,(struct sockaddr *)&serverSockaddr,sizeof(struct sockaddr))==-)
{
perror("fail to bind");
exit();
}
printf("Success to bind the socket...\n"); /*listen on the socket*/
if(listen(sockfd,BACKLOG)==-)
{
perror("fail to listen");
exit();
} timeout.tv_sec=;//1秒遍历一遍
timeout.tv_usec=;
sinSize=sizeof(clientSockaddr);//注意要写上,否则获取不了IP和端口 FD_ZERO(&servfd);//清空所有server的fd
FD_ZERO(&recvfd);//清空所有client的fd
FD_SET(sockfd,&servfd);
conn_amount=;
max_servfd=sockfd;//记录最大的server端描述符
max_recvfd=;//记录最大的client端的socket描述符
while()
{
FD_ZERO(&servfd);//清空所有server的fd
FD_ZERO(&recvfd);//清空所有client的fd
FD_SET(sockfd,&servfd);
//timeout.tv_sec=30;//可以减少判断的次数
switch(select(max_servfd+,&servfd,NULL,NULL,&timeout))//为什么要+1,是因为第一个参数是所有描述符中最大的描述符fd号加一,原因的话在APUE中有讲,因为内部是一个数组,第一个参数是要生成一个这样大小的数组
{
case -:
perror("select error");
break;
case :
//在timeout时间内,如果没有一个描述符有数据,那么就会返回0
break;
default:
//返回准备就绪的描述符数目
if(FD_ISSET(sockfd,&servfd))//sockfd 有数据表示可以进行accept
{
/*accept a client's request*/
if((clientfd=accept(sockfd,(struct sockaddr *)&clientSockaddr, &sinSize))==-)
{
perror("fail to accept");
exit();
}
printf("Success to accpet a connection request...\n");
printf(">>>>>> %s:%d join in!\n",inet_ntoa(clientSockaddr.sin_addr),ntohs(clientSockaddr.sin_port));
//每加入一个客户端都向fd_A写入
fd_A[conn_amount++]=clientfd;
max_recvfd=MAX(max_recvfd,clientfd);
}
break;
}
//FD_COPY(recvfd,servfd);
for(i=;i<MAX_CON_NO;i++)//最大队列进行判断,优化的话,可以使用链表
{
if(fd_A[i]!=)
{
FD_SET(fd_A[i],&recvfd);//对所有还连着服务器的客户端都放到fd_set中用于下面select的判断
}
} switch(select(max_recvfd+,&recvfd,NULL,NULL,&timeout))
{
case -:
//select error
break;
case :
//timeout
break;
default:
for(i=;i<conn_amount;i++)
{
if(FD_ISSET(fd_A[i],&recvfd))
{
/*receive datas from client*/
if((recvSize=recv(fd_A[i],recvBuf,MAX_DATA_SIZE,))==-)
{
//perror("fail to receive datas");
//表示该client是关闭的
printf("close\n");
FD_CLR(fd_A[i],&recvfd);
fd_A[i]=;//表示该描述符已经关闭
}
else
{
printf("Client:%s\n",recvBuf);
//可以判断recvBuf是否为bye来判断是否可以close
memset(recvBuf,,MAX_DATA_SIZE);
}
}
}
break;
} }
return ;
}

  运行后的截图结果

Socket网络编程–聊天程序(4)

  可以看出三个客户端都可以随时连接到服务器,并且发送数据给服务器。实现的效果跟上一节的多进程实现是一样的。毕竟没有大量客户端进行连接,所以就看不出效果,从书中和网上介绍说,这样可以提高某些方面的性能。

  下一节将介绍服务器端向各个还在线的客户端进行发送数据,实现交互。然后再实现聊天室功能,大概的思路就是对接收到的数据进行转发。

  参考资料: http://www.cnblogs.com/gentleming/archive/2010/11/15/1877976.html

  

  本文出处: http://www.cnblogs.com/wunaozai/p/3870338.html

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