linux网络编程七：分散读readv和集中写writev

时间：2022-12-31 08:30:26

最近在看《linux高性能服务器编程》，在此做个日记，以激励自己，同时分享于有需要的朋友。


1. 分散读readv 和 集中写writev

readv将数据从文件描述符读到分散的内存块中，即分散读。

writev将多块分散的内存一并写入文件描述符中，即集中写。

#include <sys/uio.h>
ssize_t readv(int fd, const struct iovec *vector, int count);
ssize_t writev(int fd, const struct iovec *vector, int count);

fd参数是被操作的文件描述符。

vector参数是iovec结构体：

#include <sys/uio.h>
struct iovec
{
void *iov_base;  //指向一个缓冲区，这个缓冲区是存放readv所接收的数据或是writev将要发送的数据
size_t iov_len;  //接收的最大长度以及实际写入的长度
};

count参数是vector数组的长度，即有多少块内存数据需要从fd读出或写到fd。

两者调用成功是返回读出/写入fd的字节数，失败返回-1,并设置errno。类似于简化版的recvmsg和sendmsg


2. 以下简陋的模拟WEB服务器，采用集中写的方式。我省略了HTTP请求的接收及解析， 直接将目标文件作为第3个参数传递给服务端程序，客户端telnet到服务端即可获得该文件。

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

#define BUFFER_SIZE 1024

//定义两种HTTP状态码和状态信息
static const char *status_line[2] = {"200 OK", "500 Internal server error"};


int main(int argc, char **argv)
{
	if(argc != 4) {
		fprintf(stderr, "Usage: %s ip port filename\n", basename(argv[0]));
		return 1;
	}
	
	const char *ip = argv[1];
	int port = atoi(argv[2]);
	const char *file_name = argv[3];    //将目标文件作为程序的第三个参数传入
	
	struct sockaddr_in address;
	bzero(&address, sizeof(address));
	address.sin_family = AF_INET;
	address.sin_port = htons(port);
	inet_pton(AF_INET, ip, &address.sin_addr);
	
	int sock = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	assert(sock >= 0);
	printf("create socket success\n");
	
	int reuse = 1;
	setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuse, sizeof(reuse));
	
	int ret = bind(sock, (struct sockaddr*)&address, sizeof(address));
	assert(ret != -1);
	fprintf(stderr, "bind address success\n");
	
	ret = listen(sock, 5);
	assert(ret != -1);
	fprintf(stderr, "listen success\n");
	
	struct sockaddr_in client;
	socklen_t client_addrlength = sizeof(client);
	
	fprintf(stderr, "start accept...\n");
	
	int connfd = accept(sock, (struct sockaddr*)&client, &client_addrlength);
	if(connfd < 0) {
		printf("error: %s\n", strerror(errno));
	}
	else {
		char header_buf[BUFFER_SIZE];             //用于保存HTTP应答的状态行、头部字段和一个空的缓冲区
		memset(header_buf, '\0', BUFFER_SIZE);
		
		char *file_buf = NULL;                    //用于存放目标文件内容的缓存
		struct stat file_stat;                    //用于获取目标文件的属性
		bool valid = true;                        //目标文件是否有效
		int len = 0;                              //记录header_buf当前已使用的字节空间
		
		if(stat(file_name, &file_stat) < 0) {     //目标文件不存在
			valid = false;
		}
		else {
			if(S_ISDIR(file_stat.st_mode)) {  //目标文件是目录
				valid = false;
			}
			else if (file_stat.st_mode & S_IROTH) {               //当前用户是否有读权限，相对于目标文件
				int fd = open(file_name, O_RDONLY);
				file_buf = new char[file_stat.st_size + 1];
				memset(file_buf, '\0', file_stat.st_size + 1);
				
				fprintf(stderr, "reading %s file...", file_name);
				
				if (read(fd, file_buf, file_stat.st_size) < 0) {
						valid = false;
				}
			}
			else {
				valid = false;
			}
		}
		

		if (valid) {   //目标文件有效
				ret = snprintf(header_buf, BUFFER_SIZE-1,
								"%s %s\r\n",
								"HTTP/1.1", status_line[0]);
								
				len += ret;
				ret = snprintf(header_buf+len, BUFFER_SIZE-1-len,
								"content-Length: %ld\r\n",
								file_stat.st_size);
								
				len += ret;
				ret = snprintf(header_buf+len, BUFFER_SIZE-1-len,
								"%s", "\r\n");
				
                                //将header_buf和file_buf的内容一并写出				
				struct iovec iv[2];
				iv[0].iov_base = header_buf;
				iv[0].iov_len = strlen(header_buf);
				iv[1].iov_base = file_buf;
				iv[1].iov_len = file_stat.st_size;
				
				fprintf(stderr, "read %s success\nsending %s file to client...\n", file_name, file_name);
				
				ret = writev(connfd, iv, 2);   //集中写
				
		}
		else {     //目标文件无效
			ret = snprintf(header_buf, BUFFER_SIZE-1,
							"%s %s\r\n",
							"HTTP/1.1", status_line[1]);
			
			len += ret;
			ret = snprintf(header_buf+len, BUFFER_SIZE-1-len,
							"%s", "\r\n");
			
			fprintf(stderr, "read %s failed\nsending error message to client...\n", file_name);	
			
			send(connfd, header_buf, strlen(header_buf), 0);
		}
		
		close(connfd);
		
		if (file_buf != NULL) {
			delete[] file_buf;
			file_buf = NULL;
		}
	}
	
	close(sock);
	
	
	return 0;
}



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